氢能“制造”和“运输”后的下一任务是“扩大氢能需求”

受新冠肺炎疫情的影响，东京奥运会和残奥会虽已延期举行，但早在2016年日本政府便推出了针对东京奥运会和残奥会的“氢能社会”计划，燃料电池汽车（FCV）和燃料电池公交车将运行于奥运会和残奥会的场馆内，家用燃料电池系统也将为奥运村提供热水和电力。极速兴起的“氢能”并不是一时的繁荣，但是，仅靠“燃料电池”并不足以真正打开氢能社会的大门。

位于福岛县浪江町的制氢设施“福岛氢能研究场（FH2R）”

从2019年底到今年春天，许多氢相关热点预示着氢能社会的到来。

2019年12月，日本川崎重工在神户工厂举行了全球首艘液态氢运输船“SUISO FRONTIER”的下水仪式。2020年3月，在福岛县浪江町举行了配备有20MW的光伏发电系统（大型太阳能发电厂）的制氢设施“福岛氢能研究场（FH2R）”的开幕仪式。

“SUISO FRONTIER”首先将用于把氢气从澳大利亚运输到神户市，例如，在维多利亚州通过将褐煤气化制造出氢气后，利用“SUISO FRONTIER”将其运输至神户以作为热电联供系统的燃料。

浪江町的FH2R是世界上最大的制氢设施，其利用光伏发电产生的电能进行水电解以制造氢气，并向运行于东京奥运会和残奥会场馆的燃料电池汽车（FCV）提供氢气。

对于氢能的极速兴起，有人期望“以此为契机加速氢能基础设施的普及”，但也有人持消极态度，表示“氢能热在日本国家的大规模补贴下只能持续至东京奥运会”。

关于以上分歧，野村综合研究所的高桥浩明在今年4月3日的《日经能源Next》的专栏上发表了题为“氢能起飞说是真的吗？对氢能怀疑派的疑问的回答”的文章。

高桥表示，氢能怀疑派将“目前的氢能成本很高，而且氢能除了燃料电池以外别无他用”等视为氢能发展的一大阻碍，却忽略了氢能的多重作用，例如“补充再生能源的可变输出，以及用作碳循环（二氧化碳分离，回收和再利用）材料”等。

高桥的论点恰当地分析了氢能的现状，并指出“我们应该从中长期角度寻找商机”。

但是，即使氢能在世界范围内的使用不会停止，但是不容否认，在日本国内，针对奥运会的氢能相关预算猛增，或将出现反对意见。因此，需要认真考虑一下“奥运会之后氢能社会的下一个主要推动者”。

在“氢能社会的实现与全球合作”研讨会（由日本经济新闻社/日经BP社主办）上，日本国际大学研究生院的能源政策专家橘川武郎教授、一直参与澳大利亚氢能项目的Richard Bolt（Nous集团的负责人）、以及氢能基础设施相关企业的高管等出席会议并讨论了实现氢能社会的相关课题。

“这次氢能热不同于以往”

在本次研讨会上最令人印象深刻的是主导浪江町的FH2R的东芝能源系统公司高管的讲话。

演讲伊始，他深深地感概到，“自加入公司以来，我已在氢能领域工作近30年，经历了3到4个氢能热时期，但最终都落空了。但是，这次的氢能热不同以往。”

橘川教授也表示：“在这次氢能热的背景下，向脱碳转换的趋势势不可挡，同时，还将进入全面引入可再生能源的阶段，利用可再生能源廉价制氢的方法也取得了新突破，因此，这次的氢能热不会结束。”

Richard Bolt表示：“各个国家和地区都在大力支持脱碳化，可再生能源的成本也有所下降，燃料电池汽车（FCV）等氢利用技术已进入普及阶段。因此，这次的氢能热并不是短暂的。”

“这次的氢能热是真的”这一观点与回应氢能怀疑派问题的野村综合研究所的高桥的观点一致。

但是，橘川教授表示，“氢能社会不会很快到来”，Richard Bolt也表示，“氢能对于脱碳社会是必不可少的，但普及之路还很漫长。”

仅靠燃料电池相关消费产品和工业设备不足以达成目标

为了将当前的氢能热与“氢能社会”实际联系起来，必须采取什么措施？

首先，氢能热在一段时间后结束的原因是存在许多无法解决的技术问题。要想将氢能像化石燃料一样作为能源被普及，必须通过安全且有效的操作方法执行以下复杂过程，才能达到普及的程度：先从水和碳氢化合物将氢气“制造”出来，并克服气体在常温下难以处理的问题，将氢气“储存和运输”到有需求的地区，最后安全使用。但这对于现在的技术来说并不容易。

开头提到的“液态运输船”和已在浪江町开始运营的“可再生能源制氢”项目表明，在氢气 “制造”和“运输”方面，虽然还在接受来自各方的支持，但是氢能在技术上已进入实用化阶段。此后，如果应用于东京奥运会上的FVC等燃料电池系统能够得到广泛普及的话，那在氢能普及上就具备了“制造”、“运输”、和“使用”三个要素。

正在着手建设FCV用加氢站的日本加氢站网络的负责人出席了本次氢能研讨会，并表示，“目前，虽然建设100座加氢站所花费的时间比预期时间长，但现在已有加氢站普及的势头，因此到2030年完全可以实现900座加氢站的目标。丰田计划在今年年末发布量产型FCV，预计FCV销量将大大增加。”

日本政府在氢能发展路线图中设定了“在2030年普及80万辆FCV，530万套家用燃料电池热电联供系统（ENE-FARM）”的目标。

电动汽车（EV）一直是关乎FCV未来发展潜力的竞争对手，随着越来越多的汽车制造商全面进入EV领域，EV的销量不断增加，因此有观点认为，“在脱碳时代，EV将是生态汽车的主流。”

但是，主流观点认为，“由于FCV和EV的续航距离不同，FCV将主要是大型车、公交车和卡车，而EV将主要是小型车”。橘川教授也表示：“80万辆FCV的普及并非不可能”。

但是，橘川教授表示，“在这样的氢能热的背景下，氢能社会也不会很快到来，即使FCV和ENE-FARM的普及达到了政府的目标，到2030年氢能的需求量也将仅占一次能源的2％。这种规模的需求并不会导致规模效益下的成本降低。”

换句话说，仅靠燃料电池相关消费产品和工业设备远远不能满足打开氢能社会的初期需求，因此不能将其作为氢能社会的推动者。

氢能发电厂必不可少

日本的《氢能战略路线图》设定了“2020年实现氢能发电厂”的目标。路线图规划如下：从澳大利亚进口褐煤制造的低成本氢气，将其大量用于日本国内的FCV和氢气发电厂，并建立大规模的氢能基础设施以降低成本，然后利用碳捕获与封存（CCS）技术实现平价化燃料的脱碳制氢和可再生能源制氢。

根据该路线图，日本国内主要的大型电力公司都在致力于开发以氢能为燃料的火力发电设施。其中，三菱日立动力系统公司（MHPS）和川崎重工在以氢能作为燃料的燃气轮机方面处于世界领先地位。

（图片均来自雅虎）

MHPS已决定向荷兰格罗宁根的火力发电厂（44万千瓦）和美国犹他州的火力发电厂（84万千瓦）交付燃氢燃气轮机，而且两家发电厂计划于2025年将该燃氢燃气轮机正式投入运营。荷兰格罗宁根的火力发电厂计划在重整天然气以提取氢气的同时，利用碳捕获与封存（CCS）技术实现二氧化碳的零排放，而美国犹他州的火力发电厂计划使用可再生能源通过水电解制造的氢气。

另一方面，日本国内的电力公司正在开展一个示范项目：J POWER和中国电力公司展开合作，在广岛县大崎上岛町通过煤炭气化提取氢气，并进行燃气轮机联合发电。除此之外，在大规模氢能发电的商业化方面尚未发现其他动向。

橘川教授表示，“在日本，如果想要打开氢能社会的大门，必须在电力行业中运营大型氢能发电厂。但是，大多数大型电力公司都不愿进行氢能发电。因此，电力公司在氢能发电方面的消极态度是走向氢能社会的一大障碍”。

澳大利亚的Richard Bolt表示，“为了降低氢能成本，必须大幅扩大氢能需求，因此，需要政府的大力支持来促进相关行业对大规模设备的投资。”

在降低制氢成本方面，已找到大量引入可再生能源和褐煤制氢等有效方法，且氢能供应链的商业化已取得一定进展，例如液态氢运输船的建成等。接下来的主要问题是“扩大氢能需求”。为了进一步向氢能社会迈进，电力行业的积极态度和政府对氢能的支持态度将成为关键。

大型电力公司——实现氢能社会的下一个推动者