日本能否在氫能利用上領(lǐng)跑世界

日本川崎重工業(yè)12月11日舉行了世界首艘液化氫運輸船的下水儀式。該船將于2020年秋完工，并啟動將澳大利亞生產(chǎn)的氫運往日本的實證試驗。到2030年度，氫相關(guān)市場被認為將擴大至4000億日元規(guī)模，而海上運輸將成為核心。

日本將氫能定位為實現(xiàn)低碳社會的王牌，將通過政府與民間攜手推動構(gòu)建氫能供應鏈。另一方面，歐洲和中國等也展開積極投資。日本企業(yè)能否發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，走在前列?日本經(jīng)濟新聞匯總了實現(xiàn)氫社會的要點。

包括澳大利亞駐日大使Rid Court、豐田會長內(nèi)山田竹志和本田會長神子柴壽昭等企業(yè)首腦、相關(guān)人士和一般參與者在內(nèi)，約4000人出席了12月11日的下水儀式。慶祝了定名為“SUISO FRonTIER(氫新天地)”號、全長116米的運輸船的下水。在完成氫儲存罐的安裝工程等之后，預定2020年秋季完工。

川崎重工將攜手丸紅、J-POWER、JXTG能源、巖谷產(chǎn)業(yè)和英荷殼牌石油，啟動利用在澳大利亞開采的低價煤炭制造氫、然后向日本出口的實證試驗計劃。這項計劃不可缺少的就是運輸船。

氫氣如果冷卻至攝氏零下253度即可液化，可使體積壓縮至800分之1，適合大量運輸。

運輸船內(nèi)置儲存液化氫的特殊儲存罐，為了保持隔熱狀態(tài)，以不銹鋼制的外殼覆蓋。結(jié)構(gòu)猶如真空熱水瓶。儲存罐的直徑為10.5米，高16米?？梢愿脙?，在川崎重工的播磨工廠，已迎來制造的最終局面。

川崎重工在建造運輸船的同時，一直推進氫能相關(guān)技術(shù)的開發(fā)。除了對氫氣進行冷卻壓縮的“液化器”之外，還有在船舶和陸地之間轉(zhuǎn)移氫的“裝卸裝置”等。在將海上運輸?shù)臍湫断碌纳駪羰猩駪魴C場島，在陸地上儲藏氫的大型儲存罐的建設正在推進。

日本氫能產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)中心負責人西村元彥表示，液化氫此前被用作火箭的推進燃料，但“截至目前，沒有大量運輸?shù)氖侄?。借助大型運輸船，在日本也能構(gòu)建面向發(fā)電和燃料電池車的氫能供應鏈”。川崎重工力爭2030年前后實現(xiàn)商用化，還計劃推進大型船的開發(fā)。

對于川崎重工來說，氫能業(yè)務具有重要意義。造船業(yè)務受到中韓企業(yè)的低價攻勢影響，盈利低迷。在能源相關(guān)業(yè)務方面，發(fā)電用渦輪機受二氧化碳(CO2)減排的潮流影響，不確定性正在加強。如果能盡快構(gòu)建可以依托現(xiàn)有業(yè)務的液化氫的價值鏈，有望在標準競爭中領(lǐng)先，獲得授權(quán)收入。該公司計劃到2030年，使合并營業(yè)利潤的5%來自氫能相關(guān)業(yè)務。

氫能相關(guān)市場今后有望迅速擴大。據(jù)調(diào)查公司富士經(jīng)濟估算，到2030年度將增至2018年度的50倍以上，達到4085億日元。燃燒時不排放二氧化碳的氫作為實現(xiàn)低碳社會的王牌，受到的期待正在提高。在中東局勢日趨緊張的背景下，依賴化石燃料的風險日漸浮現(xiàn)，這也成為氫能市場擴大的背景。

如果利用太陽能和風力等可再生能源，通過電解水來制氫，幾乎不會產(chǎn)生二氧化碳。以天然氣和煤炭等化石燃料為原料制造氫之際，如果將排放的二氧化碳捕獲與封存(CCS)在地下，也能大幅減輕環(huán)境負荷。能通過多樣化原料制造的氫在能源的穩(wěn)定供應方面具有重大的意義，各企業(yè)正致力于發(fā)展相關(guān)業(yè)務。

豐田在10月的東京車展上，發(fā)布了將于2020年底上市的燃料電池車(FCV)“未來”(MIRAI)的新車型。據(jù)稱，通過提高發(fā)電效率，1次加氫可行駛的距離得以延長。

在日本能源行業(yè)舉起氫能利用大旗的是日本國內(nèi)最大石油批發(fā)商JXTG控股。該公司在橫濱市的基地利用液化石油氣(LPG)為原料生產(chǎn)氫。在日本全國41個加氫站向燃料電池車供應氫。

該公司在生產(chǎn)石油產(chǎn)品的工序中，一直利用氫去除硫磺成分等，與主業(yè)的聯(lián)系密切。該公司社長杉森務表示“為了實現(xiàn)氫社會，能低價供給氫的基礎(chǔ)設施的建設不可或缺”。

JXTG將攜手千代田化工建設，開發(fā)通過在氫氣中加入甲苯、使之在常溫下變?yōu)橐后w化學品之后運輸?shù)募夹g(shù)。日揮開發(fā)出了高效制造包含氫分子的氨的技術(shù)。氨只要將氮和氫混合即可生產(chǎn)，如果壓縮，可在常溫下變?yōu)橐后w。以上方式一次可運輸?shù)臍涞牧慷忌儆谕ㄟ^冷卻加以液化的方式，但優(yōu)點是能充分利用現(xiàn)有的化學品油輪和儲存罐。

在發(fā)電設備方面，氫能技術(shù)的開發(fā)也在推進。IHI和三菱日立電力系統(tǒng)(Mitsubishi Hitachi Power Systems、MHPS)正在開發(fā)將氨和氫混入天然氣、使之燃燒的燃氣輪機技術(shù)。

在這些氫能相關(guān)技術(shù)的開發(fā)方面，日本一直領(lǐng)先于世界。不過，目前還存在與通過氫發(fā)電相比、利用天然氣和煤炭發(fā)電成本明顯更低這一課題。

目前液化天然氣(LNG)的發(fā)電成本為15日元左右。針對氫發(fā)電的成本，日本政府將2030年代降至17日元/千瓦時定為目標。要實現(xiàn)與液化天然氣基本相同的成本競爭力，確立國際供應鏈和實現(xiàn)大量運輸將成為關(guān)鍵。日本政府需要在政策上維持強有力的支援。

各國也開始采取行動。目前，日本領(lǐng)先的趨勢正在改變。歐洲和中國等世界各國也將氫作為低碳能源予以關(guān)注，開始啟動果斷的投資。

舉全國之力推進投資的是德國。2018年12月，德國發(fā)布了在地方推進氫與燃料電池技術(shù)引進的支援計劃“Highland project”。德國還成立了統(tǒng)一管理產(chǎn)學官(企業(yè)、學校、政府)的氫能技術(shù)研發(fā)和政策的機構(gòu)。打算盡快構(gòu)建在社會上普及產(chǎn)學官攜手開發(fā)的氫能技術(shù)的體制，以主導氫能的國際競爭。

荷蘭將搶在世界之前推進氫發(fā)電計劃。在北部的Nuon Magnum發(fā)電站，計劃到2023年將燃料從天然氣改為氫。據(jù)稱每年約130萬噸的二氧化碳排放量將幾乎減為零。利用天然氣制造氫，在改質(zhì)過程中發(fā)生的二氧化碳可以捕獲與封存(CCS)，可在無碳狀態(tài)下供應氫。

英國將推進將北部的城市燃氣全部改為氫、用于家用和工廠用的熱供給的計劃。氫通過北海和歐洲的天然氣改質(zhì)來制造，在改質(zhì)過程產(chǎn)生的二氧化碳通過北海的枯竭天然氣田捕獲與封存。川崎重工高管表示“在歐洲，大膽在社會上引進氫能技術(shù)的趨勢正在擴大”。

中國在步入2019年后，相繼出臺了氫能相關(guān)政策。中國發(fā)布了《長三角氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展白皮書》，將在長江三角洲地區(qū)形成氫能相關(guān)產(chǎn)業(yè)聚集，還將積極為基礎(chǔ)研究領(lǐng)域提供支援。全年擁有2500萬噸氫產(chǎn)能的中國將依托巨大市場，在氫社會領(lǐng)域也成為世界的強有力競爭者。

日本2019年9月匯總了《氫能和燃料電池技術(shù)開發(fā)戰(zhàn)略》，提出在氫相關(guān)領(lǐng)域重點發(fā)展“燃料電池”、“氫能供應鏈”和“電解水”這3個領(lǐng)域的方針。匯總該戰(zhàn)略的氫與燃料電池戰(zhàn)略協(xié)議會表示“歐美是由公共機構(gòu)以基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)為中心提供支援。為了領(lǐng)先于世界，不僅是大規(guī)模實證，還需要進一步強化基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)”。

在世界上的氫能技術(shù)開發(fā)競爭日趨激烈的背景下，對日本來說，社會普及的速度和技術(shù)的標準化或許也將成為課題。