構建國際氫能供應鏈,日本進入氫能發(fā)展新時代
受制于國內資源短缺(日本的能源供給約94%來源于海外)以及2011年福島核事故的影響,日本能源對外依存度過高的問題顯得格外突出。為擺脫這一困境,加快氫能發(fā)展進程迫在眉睫。隨著 “基本氫能戰(zhàn)略”的發(fā)布,日本正在積極推動國際合作,共同構建國際氫能供應鏈。
日本氫能發(fā)展的目標是實現(xiàn)二氧化碳零排放,但根據日本能源經濟研究所(IEEJ)的研究報告顯示,限于當地的氣候和地形條件,日本可再生能源生產成本高于全球平均水平,這直接影響了制氫成本。因此,利用海外可再生能源獲取氫能成為日本實現(xiàn)氫能戰(zhàn)略的關鍵。
目前,日本已與多國開啟國際氫能供應鏈合作:
文萊“加氫廠”
世界第一個基于有機液體儲氫的全球氫供應鏈
日本新一代氫能鏈技術研究合作組(AHEAD)是由千代田、日本郵船、三井物產、三菱商事四家企業(yè)聯(lián)合創(chuàng)辦,其在文萊與日本間構建的氫供應鏈旨在利用文萊建設的天然氣工廠重整制氫、再利用千代田開發(fā)的Spera氫技術通過輪船將氫氣儲存和運輸到日本、最后在川崎脫氫廠進行脫氫,實現(xiàn)有機液態(tài)長距離海運輸氫。
該項目已于2020年正式開始運營,預計每年向日本運輸210噸氫氣,用于發(fā)電和交通領域。未來,還將利用文萊的風電資源,開展可再生能源電解制氫,以實現(xiàn)低碳清潔氫的供應。
澳大利亞“制氫廠”
褐煤制氫與液態(tài)氫運輸
日本無二氧化碳氫能源供應鏈技術研究協(xié)會(HySTRA)所推進的褐煤制氫項目,由澳大利亞電力生產商AGL能源公司和日本川崎重工業(yè)公司合作推動,旨在將褐煤轉化為氫并配合CCS技術實現(xiàn)零碳排放的氫能生產。
此次液態(tài)氫運輸所使用的輪船是世界上第一艘載貨能力為1250立方米的液態(tài)氫運輸船,具備長距離運輸和低溫存儲功能,保證了海上液態(tài)氫運輸的安全性。
該項目于2020年開始運行,望于2030年實現(xiàn)商業(yè)化運作。如果項目成功,則澳大利亞的褐煤儲量可以提供相當于日本240年的總發(fā)電量,同時也能大大降低制氫成本。
沙特阿拉伯“制氫廠”
以“氨”為載體的氫供應鏈
沙特國家石油公司沙特阿美與日本貿易公司三菱株式會社及工程公司JGC合作構建以氨氣為載體的氫供應鏈?紤]到純氫較難儲存和運輸,氨則可以通過現(xiàn)有的基礎設施以較低的成本進行處理,沙特阿美選擇利用其天然氣工廠從天然氣中分離氫能制氨,將其運輸至日本后,再從氨中分離氫能。
2020年10月,沙特國家石油公司沙特阿美成功將40噸高等級藍氨(配合CCS技術,使天然氣制氨零碳排放)海運至日本,用于零碳發(fā)電。未來,沙特阿拉伯有望成為日本最有潛力的合作伙伴。
挪威“制氫廠”
可再生電力制氫
2017年,日本川崎重工與挪威NeL氫能公司達成合作,旨在利用可再生水力發(fā)電生產氫能,通過郵輪將液化氫輸送到日本,以此實現(xiàn)商業(yè)化零排放制氫。該項目預計年制氫約22.5-300萬噸。未來,有望實現(xiàn)可再生能源風力發(fā)電制氫,并以24日元/Nm3(21.7美分/Nm3)的價格向日本供應液化氫。
機遇和挑戰(zhàn)
國際合作對于日本氫能產業(yè)的發(fā)展、技術改進和成本降低至關重要。通過多次和氫能生產合作伙伴定期的會晤,不斷強化國際合作對氫能發(fā)展的重要作用,日本已與多國達成協(xié)議,未來必定將在國際氫能發(fā)展中占據領先地位。
氫能供應鏈的構建除了需要國際合作,還離不開大量的資金支持,據不完全統(tǒng)計,2013年-2018年,日本政府對氫能項目的研發(fā)和補貼投入高達14.58億美元。隨著試點項目的不斷成功,日本政府一定會在未來繼續(xù)加大投入,全面推動“氫能市場”的形成,這為國內外各企業(yè)合作共贏提供了極大的便利。
目前,得益于政府和國內外企業(yè)的大力支持,日本已步入氫能發(fā)展的新階段,并依舊處于全球氫能發(fā)展的領先地位,但從未來很長一段時間看,實現(xiàn)氫能社會依然面臨諸多問題和挑戰(zhàn),比如離不開政府補貼,氫能生產技術受限以及成本過高等。盡管如此,相信憑借其長期積累的技術經驗以及不斷的研究投入,日本將在氫能發(fā)展戰(zhàn)略的道路上穩(wěn)步前行。
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