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本文2089字，阅读约需5分钟 摘 要：在绿色增长战略中，日本政府提出将在发电、运输、炼钢等各个领域加快氢能源的利用。氢作为“理想能源”近年来再次受到关注，但要将氢用于商业，仍面临诸多壁垒。为了不让氢能社会仅仅停留在“幻想”阶段，我们该做些什么呢？ 关键字：氢能、可再生氢、氢利用、氢供应链、制氢、运氢、可再生能源、水电解系统 “燃烧后不会产生二氧化碳，也不用担心会枯竭”——氢作为“理想能源”近年来再度受到关注。日本政府在去年12月发表的以碳中和为目标的进度表——“绿色成长战略”中，也将氢能定位为脱碳的王牌之一。 目前，日本每年消耗130万吨左右的氢，然而“其中99%的氢在炼钢和石油精炼等制氢设施自产自销，进入一般市场流通的仅为1万多吨”（岩谷产业）。 绿色增长战略中指出，日本的目标是在发电、运输、炼钢等各个领域加快氢能源的利用，到2030年日本国内氢气使用量达到最大300万吨，到2050年大幅提高到约2000万吨。但距离这一目标实现，目前仍存在诸多壁垒。
2020年3月开始运行的日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）“福岛氢能源研究基地（FH2R）”是世界上最大规模的利用太阳能发电的制氢设施 按照日本政府估算，要实现上述目标，前提是氢的价格在2030年实现1Nm330日元（约1.8元），2050年20日元（约1.2元）以下，但现状是1Nm3为100日元（约6元）左右，相差甚远。 在氢利用方面相对走在前面的是移动交通领域。最大的制氢企业岩谷产业，为配合丰田汽车的燃料电池车（FCV）“MIRAI”的发售，开设了日本第一座加氢站，提供天然气经重整、精炼后制得的氢气。 当时，为了普及FCV，使其燃料成本与混合动力车（HV）的燃料成本相当，将氢气价格设定为100日元（约6元）/1Nm3（即当前价格，译者注）。但相关人员表示“实际情况是卖得越多亏损越大”，实际成本远高于此。而为了降低成本，需要大幅提升消费量——这一“先有鸡还是先有蛋”的困境成为了阻碍氢利用的绊脚石。因此，2020年12月7日，岩谷产业、丰田、三井住友金融集团等88家公司成立了“氢能源价值链推进协议会”，需求侧和供给侧的企业开展合作，降低成本和推进技术开发网开始成型。 氢气本身不过是输送能量的媒介。实现脱碳最重要的是氢的制造方法。如果用风力和太阳能等可再生能源进行水电解的话，可以不排放CO2而得到氢（统称为可再生氢）。但因为日本国内的可再生能源价格高，所以要实现以上设想还有很长一段路要走。 那么怎样才能获得大量廉价的氢气呢？J-POWER和岩谷产业等将目标对准澳大利亚，计划利用当地产出的大量未利用褐煤（水分和杂质多的低等级煤）。他们的构想是将褐煤热分解提取氢后，冷却至-253度进行液化，再利用川崎重工业开发的世界首艘液化氢运输船进口到日本。 相关人员表示“（氢气成本）是否接近政府设定的2030年30日元（约1.8元）/Nm3的目标还是未知数”，但是今年2月份，已经开始在澳大利亚制氢。 上述计划目标是在2021年年中向日本运送氢，但是从零开始构筑氢供应链困难重重，任何一个环节出现问题都无法实现氢能社会。不仅需要维持比液化天然气（LNG）还要低近100度的“超低温”，还需要避免海上的摇晃和气温变化等影响。而且，日本若想要到2030年建成商用规模的供应链的话，上述运输船的运输能力需要提高250倍以上。 最重要的一点是确保制氢阶段不排放CO2，而用褐煤制氢的话仍然会产生CO2。目前是排放到大气中，但今后日本将与澳洲政府等合作，旨在通过CCS（CO2的回收、储藏）将其密闭封存在地下深处。 岩谷产业于去年11月开始与澳洲电力公司讨论不使用褐煤的可再生氢的进口。岩谷产业的“最终目标”是在不产生CO2的前提下制氢。之所以岩谷产业选择进口氢气，其原因是日本国内的可再生能源价格高，即使进口也比在日本国内生产相对便宜。 不过，世界最大规模的可再生能源制氢设施在日本，这就是日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）主导推进的“福岛氢能源研究基地（FH2R）”。其于去年3月开始运行，开展将波动的可再生能源电力以氢气的形式储存进而稳定电力供求的“P to G（power to gas）”，以及通过提高电解装置的效率降低制氢成本等研究。 要实现氢能利用的商业化，需要扩大FH2R规模至目前的十～几十倍。设备成本自不必说，NEDO的统筹研究员大平英二指出，“要降低氢气价格，决定因素是可再生能源电力价格的降低”。 “通过氢还原来推进CO2减排，其前提是能够大量稳定地供应廉价氢气”——日本制铁的常务执行董事铃木英夫也指出了这一点。生产1t的铁排出约2t的CO2，炼铁行业占了日本温室气体总排放量的10%以上。 日本钢铁联盟提出的目标是，到2100年，实现炼铁工艺中温室气体净零排放。但是根据日本政府的目标，其于今年2月15日将达成期限提前了半个世纪，定为2050年。 炼钢过程中使用氢气代替焦炭，可减少CO2排放。同时，日本钢铁联盟发表声明称，氢还原炼铁与人类经历数千年的岁月研究出来的高炉法工艺完全不同，其技术尚未成形，因此其寻求“国家级战略构建”，确保氢能源及电力的供应，以及技术开发方面的支持。 丰田汽车以普及FCV为目标，其社长丰田章男于去年12月以日本汽车工业会的会长身份召开了记者会，指出碳中和“如果没有国家能源（电源）政策的大变革是很难实现的”。即使推动了汽车的电动化，也不得不使用产生CO2的电力和氢气，表达了对现状的不满。 另一方面，可再生电力占比较高的欧盟（EU），计划到2030年导入规模达福岛“FH2R“4000倍的水电解系统，利用可再生能源年产1000万吨氢气。为了真正实现日本所描绘的“氢能社会”，要不受既得权益和既定概念的束缚，尽早使可再生能源成为主要电力来源。 翻译：史海燕 审校：李涵、贾陆叶 统稿：李淑珊  |
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