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TEPCO:可再生电力制氢项目“H2-YES”

2021年4月,日本首相菅义伟宣布了到2030年二氧化碳等温室气体将比2013年减少46%的减排目标,与以往的目标相比难度大幅度提高。而有望解决这一问题的手段之一就是“氢气”。日本东京电力控股公司(以下简称为“TEPCO”)也开始关注氢气,并与山梨县、东丽株式会社和株式会社东光高岳展开合作,在山梨县的米仓山启动了以制氢和氢气利用为目标的“H2-YES”项目中P2G(Power To Gas)系统的试运行。利用氢气作为能源究竟有何价值?该实证实验意义何在?

目录

1. 在电气化率只有27%的日本,该如何减少二氧化碳的排放量?

2. 从制氢到蒸汽的包装化

3. 氢电共存的未来如何?

 
1. 在电气化率只有27%的日本,该如何减少二氧化碳的排放量?

日本首相菅义伟在2020年10月的临时国会就职演说时宣布“2050年实现碳中和”,即到2050年将温室气体的净排放量减少到零。由于日本排放的大部分温室气体是二氧化碳(以下简称为CO2),因此该减排目标实际上是要求减少CO2的排放量。

那么,该如何减少CO2的排放量呢?首先想到的是使用煤炭和天然气的火力发电厂,但即使将燃料全部替换成非化石能源(比如太阳能发电),距离菅义伟首相所宣布的减排目标还差得很远。

TEPCO技术战略部的技术统筹管理室负责人矢田部隆志及其同事额贺佐知子、凑川聪子指出;“这可能会让人感到意外,但日本国内的电气化率(电能占最终能源消耗总量的比率)总体只有27%,剩余的73%是直接消耗化石燃料而不将其转化为电能,例如利用天然气或石油燃烧后产生的热量制造产品,或将煤炭制成的焦炭用于炼钢等。”

“也就是说,能够将CO2的排放量减少到零,取决于在电能以外的领域的碳减排。”(矢田部)

负责“H2-YES”项目管理的矢田部

当然,TEPCO也致力于利用不产生CO2的可再生能源进行发电,比如太阳能、水力和海上风电等。但是,如上所述,日本的电气化率只有27%,不在剩余的73%上想办法的话,根本无法实现“2050年碳中和”这一目标。

在73%(非电气化率)的构成中,最具代表性的是“热能”。如上所述,食品厂和化工厂生产产品时必须加热,工厂里都配备了产生热量的锅炉。

“电能直接利用是最有效率的。我们认为推进电气化是最重要的。但是,电能不适于大量产生超过100℃的高温。话虽如此,如果我们像以前那样继续燃烧煤气和石油等来产生热量的话,将无法实现CO2减排目标。”(矢田部)

为了解决这一问题,需要建立一个新的供应链。为此,TEPCO正在对制氢和氢气利用进行实证实验。

氢气作为燃料电池汽车(FCV)的燃料已经有所普及,作为不排放CO2的能源备受人们的关注,但是实际上,对氢气本身目前并没有那么大的需求,这是因为当前其用途并不广泛。关于建立氢气供应链呢,矢田部等人提出了如下假设。

“目前对氢气本身的需求可能很少,但我们认为通过将其用作锅炉燃料并产生蒸汽,可以扩大工厂对氢气的需求。”(矢田部)

据称TEPCO正在日本山梨县进行实证实验以验证这一假设。

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