加速布局氫能產(chǎn)業(yè)鏈
豐田汽車公司(以下簡(jiǎn)稱豐田)作為先行者，深耕氫燃料電池汽車領(lǐng)域已有二十余年，擁有技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，專利涵蓋燃料電池堆、高壓儲(chǔ)氫罐、燃料電池系統(tǒng)控制，以及加氫站等多個(gè)領(lǐng)域。2014年，豐田發(fā)布首款量產(chǎn)燃料電池汽車“MIRAI”，標(biāo)志著氫能與燃料電池技術(shù)正式踏入商業(yè)化軌道。
隨著氫能市場(chǎng)規(guī)模不斷升級(jí)，豐田不斷亮出大手筆，探索氫能在太空領(lǐng)域的可能性，并在工廠內(nèi)導(dǎo)入光伏發(fā)電制氫裝置，加速布局氫能產(chǎn)業(yè)的多個(gè)環(huán)節(jié)。
今年3月，豐田宣布和日本宇宙航空開發(fā)機(jī)構(gòu)在太空領(lǐng)域開展合作，攜手開發(fā)能夠在月球行駛的載人氫氧燃料電池車。日本媒體分析稱，與鋰離子電池相比，氫燃料電池在太空領(lǐng)域中更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，不僅重量更輕，發(fā)電產(chǎn)生的水還可用于冷卻甚至作為飲用水。豐田公司也表示，未來(lái)有望利用月球的水資源，打造太空“氫能社會(huì)”。
邁向太空之后不到一個(gè)月，豐田又將目光投向了太陽(yáng)能與氫能的結(jié)合。4月4日，豐田宣布其位于日本愛知縣豐田市的元町工廠，將引入小型水電解氫氣充填裝置“SimpleFuel”。該裝置使用工廠內(nèi)太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能電解水，制造、壓縮、儲(chǔ)存氫氣。
據(jù)了解，目前元町工廠擁有72輛燃料電池叉車，“SimpleFuel”氫氣日產(chǎn)量最高可達(dá)99Nm3(約為8.8kg/日)，可滿足7～8輛燃料電池叉車的動(dòng)力需求。
另一方面，日本媒體卻對(duì)日本產(chǎn)業(yè)界發(fā)出忠告，氫能產(chǎn)業(yè)并不限于氫燃料電池，液化氫領(lǐng)域的創(chuàng)新同樣不可忽視。
《日刊工業(yè)新聞》認(rèn)為，液化氫的優(yōu)勢(shì)在于可以利用液化天然氣技術(shù)，并且國(guó)際上已經(jīng)建立了安全標(biāo)準(zhǔn)和進(jìn)出口制度。近年來(lái)，使用強(qiáng)磁力的磁制冷技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了應(yīng)用水平，日本企業(yè)應(yīng)借機(jī)在液化設(shè)備領(lǐng)域發(fā)力，搶占價(jià)值高地。川崎重工業(yè)株式會(huì)社(以下簡(jiǎn)稱川崎重工)氫氣產(chǎn)業(yè)開發(fā)中心理事森本勝哉表示，液化占據(jù)了氫氣產(chǎn)業(yè)鏈的大部分成本，一旦出現(xiàn)基礎(chǔ)性技術(shù)突破，企業(yè)間必將出現(xiàn)開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)。
探索氫氣發(fā)電商業(yè)化
日本政府視氫能為新一代能源戰(zhàn)略的主體，氫氣發(fā)電則被認(rèn)為是“實(shí)現(xiàn)低碳化最重要的應(yīng)用”。由于氫氣在燃燒時(shí)不會(huì)排放二氧化碳，使用氫氣發(fā)電，可有效降低火力發(fā)電廠的化石燃料使用量，減少碳排放。根據(jù)“氫能基本戰(zhàn)略”，日本將于2030年左右，實(shí)現(xiàn)氫氣發(fā)電商業(yè)化。
近日，為探索“氫氣發(fā)電”的商業(yè)化發(fā)展，日本中部電力公司(以下簡(jiǎn)稱中部電力)攜手新能源和工業(yè)技術(shù)開發(fā)組織(以下簡(jiǎn)稱NEDO)，計(jì)劃在2018～2019年，利用中部電力現(xiàn)有火電廠設(shè)備進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研究。
作為新一代的發(fā)電技術(shù)，氫氣發(fā)電之所以受到關(guān)注，除了能夠代替化石燃料發(fā)電之外，還可以使用可再生能源電解水來(lái)制氫儲(chǔ)氫，并在必要時(shí)作為燃料使用。
NEDO高級(jí)研究員橫本克巳認(rèn)為，目前可再生能源制氫技術(shù)還處于示范階段，而一旦實(shí)際應(yīng)用，對(duì)于太陽(yáng)能、風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展將起到極大的推動(dòng)作用。“當(dāng)可再生能源發(fā)電較多時(shí)，可用來(lái)制氫儲(chǔ)氫，存儲(chǔ)電力，解決消納問(wèn)題，保證可再生能源發(fā)電的穩(wěn)定性。”
日本政府估計(jì)，若想實(shí)現(xiàn)可再生能源制氫的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，必須大幅降低生產(chǎn)成本，至少要降至當(dāng)前成本的20%，甚至更低。而降低成本的關(guān)鍵，需要開拓發(fā)電以外的應(yīng)用模式，如確立高效的大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)、普及燃料電池汽車，以及代替城市天然氣等。
然而，與天然氣相比，氫氣在燃燒過(guò)程中的溫度較高，不但會(huì)損壞設(shè)備，還存在燃燒不穩(wěn)定等問(wèn)題。
此前，NEDO曾與川崎重工等機(jī)構(gòu)合作，使用50萬(wàn)千瓦大型天然氣渦輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行氫氣發(fā)電試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，在天然氣中加入20%左右的氫氣之后可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電。
中部電力的一位高層負(fù)責(zé)人對(duì)媒體透露，中部電力計(jì)劃通過(guò)此次聯(lián)合研究，結(jié)合火電廠過(guò)去的運(yùn)行數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)上模擬引入氫氣時(shí)的狀態(tài)，分析發(fā)電性能，以及對(duì)設(shè)備的影響。另外，還將根據(jù)2年聯(lián)合研究的成果，在火力發(fā)電廠開展氫氣與天然氣混合發(fā)電的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。“氫氣發(fā)電成為必選項(xiàng)時(shí)再慌忙應(yīng)對(duì)，將為時(shí)已晚。
