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日本欲以氫能技術驅動社會發展

作者:陳超 來源:科技日報 發布時間:2019-06-10 瀏覽:
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中國儲能網訊:日本是一個能源極度匱乏的國家,殘酷的現實使日本不得不重視氫能源的開發,以實現真正的能源安全和能源獨立。

1981年,日本啟動了燃料電池的開發。1990年,豐田等汽車制造商開始開發燃料電池車,同時數家公司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,日本已在燃料電池和氫能技術開發領域走在了世界前列,已開發了日本市場應用最廣泛,世界范圍內技術最領先的產品。

“氫能社會”國家戰略主導

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、交通等領域的應用,從而實現真正的能源獨立。日本政府對氫和燃料電池的技術開發支持以國家為主導,以向新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)投入專項科研經費為主。

從1981年開始,NEDO加大了對磷酸燃料電池、固體氧化物燃料電池和固體高分子燃料電池的投入。除燃料電池之外,NEDO還進行氫能源利用相關的技術開發,并以大城市為中心在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。

2014年,在日本經濟產業省的《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:首先,從當前到2025年,快速擴大氫能的使用范圍;其次,2025年至2030年,全面進入氫發電和建立大規模氫能供應系統;最后,從2040年開始,確立零二氧化碳的供氫系統。

豐田第一臺商用燃料電池汽車“MIRAI”于2014年12月上市。該車百公里加速時間約為10秒,最大續航里程超過700公里,氫燃料補充只需3分鐘,預計2020年達年產3萬輛,計劃在2025年前讓燃料電池車售價降至約2萬美元。2026年,日本政府計劃完成200萬輛氫燃料電池車的銷售目標以及1000座加氫站的建設目標。

燃料電池汽車優勢明顯

燃料電池汽車是氫氣與空氣中的氧氣通過電化學反應產生電來驅動馬達的汽車,具有能效高,二氧化碳排量低(或不排放),行駛距離長(目前超過500公里),氫氣成本低(是汽油價格的1/3)、添加燃料時間短(3分鐘左右)等優點,性能和汽油車相當。

燃料電池汽車的主要目標,首先是2015年商用轎車投入市場。2016年燃料電池巴士投入市場。同時燃料電池擴大到叉車、船舶等其他運輸工具;其次,燃料電池汽車價格至2025年降到與目前汽油車和混合動力汽車同等水平;最后,氫氣價格在燃料電池車投入市場時低于汽油車燃料價格,2020年左右低于混合動力車燃料價格。

燃料電池車還具有分散電源功能,燃料電池汽車產生的電力可提供給外部使用,供電能力比電動汽車高出5倍以上。在發生災害等特殊情況時可以為避難場所供電,也可以在用電高峰時起到削峰作用。目前各地正在進行驗證試驗。

在氫氣的制造、運輸和儲藏方面,日本從2013年度開始建設商用氫氣站,2015年以四大城市圈為中心建成100個氫氣站。用戶允許的加氣站距離大致為開車十分鐘左右,因此四大城市圈100個氫氣站是普及燃料電池汽車的最低配置。

燃料電池車能大幅降低碳排放

目前運輸車輛的能源消耗占日本能源使用量的20%,幾乎全部依賴石油。燃料電池車所用氫氣的制造,目前基本上使用石腦油和天然氣等化石燃料,未來將利用國外的褐煤和原油伴隨天然氣等能源,以及國內外的再生能源。運輸行業將從依賴石油走向能源多元化,以提高能源安全。

燃料電池車普及至600萬臺(日本普通家用車的10%)時,汽車將減少9%的二氧化碳排放。即使考慮到利用石化原料制造氫氣產生的二氧化碳,每年也將減少390萬至760萬噸二氧化碳排放量。

關鍵字:氫能

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