前言
日本发布了氢能基本战略,并提出了社会念,涵盖了制氢、储氢和氢能利用及基础设施建设等氢能全产业链,是世界上氢能研究和应用较完备的国家。
日本发布了氢能基本战略,并提出了社会念,涵盖了制氢、储氢和氢能利用及基础设施建设等氢能全产业链,是世界上氢能研究和应用较完备的国家。
氢能源由于具有储量大、效率高、没有温室气体排放、便于贮存和运输且安全性高等优势,被认为是未来能源替代的终极解决方案。日本十分重视氢能的发展,福岛核事故以后更是加快了氢能替代的步伐。目前已经在燃料电池汽车、家庭热电联供等领域取得一定的成效,也逐步在氢能的无碳排放生产、氢能发电、氢能社区等领域进行示范试验,并首次推出了&l社会&r念。日本氢能的快速发展得益于完善的法律法规、政府的资金扶持及广泛的国际合作,但也存在成本过高、高度依赖政府补贴、技术尚未成形和规制的限制等问题。中国应该通过完善氢能标准和规划、加强研发和推广示范、扩大氢能人才队伍和加强国际合作等方式促进氢能产业的健康发展。
近几年,氢能因其清洁、高效、来源广泛以及可再生等特点越来越受到各国政府、科技界和企业界的关注,逐步成为全球能源研究的一个热点。美国、日本、法国、德国等发达经济体纷纷出台氢能源战略,试图抢占氢能源发展的制高点。日本发布了战略了制氢、储氢和氢能利用及基础设施建设等氢能全产业链,是世界上氢能研究和应用较完备的国家。中国已经把发展氢能源列为国家战略,学习和借鉴日本的发展经验,对我国的氢能产业发展和能源转型均大有裨益。
近几年,氢能因其清洁、高效、来源广泛以及可再生等特点越来越受到各国政府、科技界和企业界的关注,逐步成为全球能源研究的一个热点。美国、日本、法国、德国等发达经济体纷纷出台氢能源战略,试图抢占氢能源发展的制高点。日本发布了战略了制氢、储氢和氢能利用及基础设施建设等氢能全产业链,是世界上氢能研究和应用较完备的国家。中国已经把发展氢能源列为国家战略,学习和借鉴日本的发展经验,对我国的氢能产业发展和能源转型均大有裨益。
制造氢气工厂示意图
01日本发展氢能的缘由
能源安全和环保问题一直是日本能源的核心关切。日本的一次能源供给94%来自海外,原油的消费98%集中在汽车燃油领域,这些原油87%来自中东地区。为了减轻对外部能源的依赖,日本一直把提高能源效率作为重要的手段,从政策和技术方面支持能源效率的提高。但即使这样,仍然需要大量进口化石能源。氢能同时可以减少温室气体的排放。日本制定的目标是2030温室气体排放比2013年减少26%(或者比2005年减少25.4%)。根据巴黎协议的承诺,日本在2050年的温室气体排放要减少80%(基准年没有规定)。作为一种终极能源,日本的研究表明,如果从2020年开始造发电系统使用氢气,到2050年,二氧化碳排放量将减少近60%,同时也减少天然气等化石能源的使用。
2011年的福岛核事故加速了日本氢能的发展进程。日本是世界上液化天然气进口大国,单位进口价格较高。福岛核事故之前,日本的贸易顺差是稳定的,但核事故发生以后,化石燃料进口的激增几乎每年都使日本的贸易收支出现赤字。自2010年以来,家庭电费和工业电费分别上涨了25%和39%。日本的天然气发电价格是OECD国家里第二高的,2016年每接近110美元/百万千瓦,工业电力价格也是第二高的,超过160美元/百万千瓦。福岛核事故以后,日本的能源自给率一直维持在6-7%的水平,原来在日本电力结构中占比30%的核电全部停运。尽管日本政府正在重启核电,但这起事故使公众对核电的情绪急剧恶化,不仅阻碍了政府继续推动重启和建造更多反应堆,还加剧了日本能源未来重大决策的政治环境波动,目前只能靠增加天然气和煤炭等化石能源发电的比重来满足对能源的需求。
能源安全和环保问题一直是日本能源的核心关切。日本的一次能源供给94%来自海外,原油的消费98%集中在汽车燃油领域,这些原油87%来自中东地区。为了减轻对外部能源的依赖,日本一直把提高能源效率作为重要的手段,从政策和技术方面支持能源效率的提高。但即使这样,仍然需要大量进口化石能源。氢能同时可以减少温室气体的排放。日本制定的目标是2030温室气体排放比2013年减少26%(或者比2005年减少25.4%)。根据巴黎协议的承诺,日本在2050年的温室气体排放要减少80%(基准年没有规定)。作为一种终极能源,日本的研究表明,如果从2020年开始造发电系统使用氢气,到2050年,二氧化碳排放量将减少近60%,同时也减少天然气等化石能源的使用。
2011年的福岛核事故加速了日本氢能的发展进程。日本是世界上液化天然气进口大国,单位进口价格较高。福岛核事故之前,日本的贸易顺差是稳定的,但核事故发生以后,化石燃料进口的激增几乎每年都使日本的贸易收支出现赤字。自2010年以来,家庭电费和工业电费分别上涨了25%和39%。日本的天然气发电价格是OECD国家里第二高的,2016年每接近110美元/百万千瓦,工业电力价格也是第二高的,超过160美元/百万千瓦。福岛核事故以后,日本的能源自给率一直维持在6-7%的水平,原来在日本电力结构中占比30%的核电全部停运。尽管日本政府正在重启核电,但这起事故使公众对核电的情绪急剧恶化,不仅阻碍了政府继续推动重启和建造更多反应堆,还加剧了日本能源未来重大决策的政治环境波动,目前只能靠增加天然气和煤炭等化石能源发电的比重来满足对能源的需求。
四大制氢法
可以说,能源的对外依存度过高以及减少二氧化碳排放的承诺,迫使日本加快寻找安全的替代能源,氢能试点不断铺开,氢能社会战略也应运而生。但发展氢能对日本来说是一个战略赌注,虽然前景非常诱人,但仍然需要数十年的努力,同时也需要国际社会的全力配合,才能实现零碳排放的氢能战略发展目标。
02日本氢能总体战略及发展现状
日本氢能发展主要集中在氢的生产、运输(储藏)和应用方面。从目前的情况看,其氢能的来源主要还是从天然气、石油、煤炭等化石能源加工过程中的副产品获得,电解氢只占4%。氢的储藏和运输主要有液态氢、有机氢化物和氨三个方法,达到使用部门后,先经过气化或脱氢的步骤,产生氢气供利用。
日本制定的氢能发展主要路径包括三个:
(1)从海外化石燃料利用碳捕获和储存(CCS)技术或可再生能源电解实现低成本零排放制氢;
(2)加强进口和国内氢运输、分配基础设施建设;
(3)促进氢在汽车、家庭热电联供和发电等各个部门的大量应用。
(一)日本基本氢能战略公目标。
可以说,能源的对外依存度过高以及减少二氧化碳排放的承诺,迫使日本加快寻找安全的替代能源,氢能试点不断铺开,氢能社会战略也应运而生。但发展氢能对日本来说是一个战略赌注,虽然前景非常诱人,但仍然需要数十年的努力,同时也需要国际社会的全力配合,才能实现零碳排放的氢能战略发展目标。
02日本氢能总体战略及发展现状
日本氢能发展主要集中在氢的生产、运输(储藏)和应用方面。从目前的情况看,其氢能的来源主要还是从天然气、石油、煤炭等化石能源加工过程中的副产品获得,电解氢只占4%。氢的储藏和运输主要有液态氢、有机氢化物和氨三个方法,达到使用部门后,先经过气化或脱氢的步骤,产生氢气供利用。
日本制定的氢能发展主要路径包括三个:
(1)从海外化石燃料利用碳捕获和储存(CCS)技术或可再生能源电解实现低成本零排放制氢;
(2)加强进口和国内氢运输、分配基础设施建设;
(3)促进氢在汽车、家庭热电联供和发电等各个部门的大量应用。
(一)日本基本氢能战略公目标。