日本“氫能社會”發展戰略與現狀梳理
日本政府在《能源基本計劃》中將氫能源定位為與電力和熱能并列的核心二次能源,并提出建設“氫能社會”的愿景,希望通過氫燃料電池實現氫能在家庭、工業、交通甚至全社會領域的應用,從而實現真正的能源安全以及能源獨立。
在氫能專題系列(一)《未來能源主角:氫能發展歷程與產業鏈梳理》中,我們詳細探索了氫能源被譽為“終極能源”的原因、性質、發展進程以及產業鏈情況。
作為專題系列的第二篇,本文將關注世界氫能發展的領頭羊——日本,探討日本建設“氫能社會”的歷史進程、發展戰略、發展現狀以及現實意義。
一、歷史進程
1973年10月,第四次中東戰爭導致第一次石油危機爆發。世界各國強烈感受到能源安全對國家乃至世界經濟政治以及社會生活的重要性。同年,日本成立“氫能源協會”,以大學研究人員為中心開展氫能源技術研發。
1981年,日本啟動了燃料電池的開發。相比于美國13年前(即1968年)就已經實現了氫能源技術的應用(將強堿性燃料電池應用于阿波羅號宇宙飛船上),日本在氫能源技術利用的起步階段落后了一大截。
1990年代,豐田、日產和本田汽車制造商啟動燃料電池車的開發,同時三洋電機、松下電器和東芝公司也啟動了家庭燃料電池的開發。燃料電池車和家用燃料電池發展至今,也成為了日本市場應用最廣泛,世界范圍內技術最領先的產品。
資料來源:《國際石油經濟》
談到日本的氫能源發展,就不能不提NEDO機構。NEDO,全稱The New Energy and Industrial Technology Development Organization,名為日本新能源產業技術綜合開發機構,是日本最大的公立研究開發管理機構,承擔著日本的一部分經濟產業行政業務,主要目標是負責解決能源和環境問題以及促進科技產品的轉化。
日本政府對氫和燃料電池的技術開發支持主要以向NEDO投入專項科研經費為主。據悉,2010年至2015年間,NEDO共接受政府投入高達529.8億日元。
NEDO對燃料電池的研究從1981年開始,主要包括磷酸燃料電池(PAFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和固體高分子燃料電池(PEFC)。除燃料電池之外,NEDO還進行氫能源利用相關的技術開發,并以東京、名古屋、大阪和福岡為中心,在2015年建成約100座加氫站。此外,NEDO也對氫發電技術以及制氫、儲氫、運氫等與氫全產業鏈相關的新技術進行研究和開發。
二、發展戰略
1、國家戰略
日本主要的國家戰略有《日本再復興戰略》、《能源基本計劃》和《氫能/燃料電池戰略發展路線圖》。
2013年,安倍政府推出的《日本再復興戰略》,把發展氫能源提升為國策,并啟動加氫站建設的前期工作。在第4次《能源基本計劃》中,日本政府將氫能源定位為與電力和熱能并列的核心二次能源,并提出建設“氫能社會”的愿景。
2014年,在日本經濟貿易產業省成立的氫能/燃料電池戰略協會對外公布的《氫能/燃料電池戰略發展路線圖》中,詳細描述了氫能源研發推廣的三大階段以及每個階段的戰略目標:
第一階段是從當前到2025年,快速擴大氫能的使用范圍;
第二階段是2020年中期—2030年底,全面引入氫發電和建立大規模氫能供應系統;
第三階段從2040年開始,確立零二氧化碳的供氫系統。
此外,日本政府為促進燃料電池的普及使用,對燃料電池車購買、家庭用燃料電池系統以及加氫站建設均進行補貼。截至2014年12月,日本政府共計為家庭用燃料電池系統以及燃料電池補貼投入766.9億日元。
2.企業戰略
除了政府之外,日本企業對燃料電池的建設也十分積極。
2015年10月15日豐田汽車對外公布《豐田環境挑戰2050》。豐田計劃,于2020年以后,豐田燃料電池車(FCV)在全球的年銷量達到3 萬輛以上;在燃料電池大巴(FCB)方面,于2016年內以東京為中心引進 FCB,為2020年東京奧運會及殘奧會預備 100多輛FCB;此外,2050年全球新車平均行駛過程中CO2排放量與2010年相比,削減90%。
三、發展現狀
目前,日本的燃料電池在商業化應用方面世界領先,主要有家庭用燃料電池熱電聯供固定電站、業務用/產業用燃料電池以及燃料電池車。
1.家用熱電聯產系統ENE-FARM
日本家用熱電聯產系統ENE-FARM是一種燃料電池在家庭中高效利用的能源系統。它通用天然氣重整制取氫氣,再將氫氣注入燃料電池中發電,同時用發電時產生的熱能來供應暖氣和熱水,整體能源效率可達90%。
與傳統發電系統相比,ENE-FARM可以將大型熱力發電廠很難利用的廢熱有效的加以利用,從而大幅度的提高能源利用效率;與可再生能源(太陽能、風能等)發電系統相比,ENE-FARM不受天氣限制,可在任意時間發電。此外,ENE-FARM安裝在家里,不依賴現有電網,可在大規模停電時應急使用,并且幾乎沒有輸電損失。
責任編輯:繼電保護
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