日本氫能戰(zhàn)略中的氫源主要有海外供給和國內(nèi)自主兩部分組成。海外以日-文天然氣制氫項目以及日-澳褐煤制氫項目為代表，國內(nèi)以福島FH2R為代表。隨著三個項目的陸續(xù)投運，日本將在2020年東京奧運會上全面展示其氫能社會成績。
氫是一種可以長時間存儲并遠距離輸運的高品質(zhì)能源，已經(jīng)成為燃料電池汽車以及熱電聯(lián)產(chǎn)等多種應用場景的首選燃料。未來的氫氣供應系統(tǒng)有望從化石能源轉向可再生能源，從而實現(xiàn)全生命周期完全零碳。
3月7日，日本新能源與產(chǎn)業(yè)技術開發(fā)組織(NEDO)，東芝能源系統(tǒng)與解決方案公司，東北電力公司和巖谷公司舉行了福島氫能研究項目(FH2R)開幕式。FH2R項目自2018年7月在南江(Namie)啟動，2020年2月底完成10MW級制氫裝置建設并試運營，這是世界上最大的光伏制氫裝置。
日本氫源戰(zhàn)略
日本氫能發(fā)展戰(zhàn)略中氫源主要有海外供給和國內(nèi)自主兩部分組成，海外以日-文天然氣制氫項目以及日-澳褐煤制氫項目為代表，國內(nèi)以福島FH2R為代表。
日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省于2017年12月發(fā)布的《基本氫戰(zhàn)略》中涵蓋存儲和使用電轉氣(P2G)技術。可再生能源發(fā)電的輸出波動很大，因此需要與電網(wǎng)協(xié)同平衡，以便在建立低成本綠氫生產(chǎn)的同時實現(xiàn)能源的高效利用。同時，該技術還需要根據(jù)氫氣供需預測來優(yōu)化系統(tǒng)運行。FH2R項目旨在通過電網(wǎng)優(yōu)化需求響應，在不使用蓄電池的情況下最大化其利用率并建立低成本的綠氫生產(chǎn)技術。
3月6日，豐田汽車聯(lián)合法液空、中部電力、巖谷、三菱化工等10家企業(yè)成立了“中部地區(qū)氫利用研究組”，以創(chuàng)造氫能市場需求并建立中部地區(qū)穩(wěn)定氫能供應鏈。研究組主要任務：
基于海外的大規(guī)模氫氣進口，對從中部氫氣接收終端到中部地區(qū)最終用戶的氫氣需求進行系統(tǒng)研究
估算整個中部地區(qū)(如發(fā)電，石油工業(yè)和交通運輸)對氫的潛在需求
針對每個行業(yè)進行可持續(xù)氫氣成本研究
分析技術，財務和法律框架上的瓶頸，以導入氫能社會實施的業(yè)務模型
該組織將與政府緊密合作，盡快將中部地區(qū)的研究方式和成果復制到全日本，為實現(xiàn)2030年氫氣供應30萬噸的中期目標打下基礎。
福島FH2R項目
福島在2011年海嘯和核電站爆炸中遭受重創(chuàng)。隨后陸續(xù)投入27億美元建設風能和太陽能發(fā)電設施，以轉型為可再生能源發(fā)電樞紐。根據(jù)2016年9月制定的《福島新能源社會計劃》，福島將推動氫能實現(xiàn)廣泛應用。
FH2R項目配備20MW的光伏發(fā)電系統(tǒng)以及10MW的電解槽裝置，每小時可產(chǎn)生高達1,200 標方的氫氣(額定功率運行)。項目占地220,000平米，其中光伏電場占地180,000平米，研發(fā)以及制氫設施占地40,000平米。FH2R產(chǎn)生的氫氣將為固定式氫燃料電池系統(tǒng)以及燃料電池汽車和公共汽車等提供動力。
FH2R項目一方面根據(jù)下游市場供需預測系統(tǒng)開展生產(chǎn)和存儲，同時亦可通過調(diào)節(jié)氫氣生產(chǎn)單元來滿足電網(wǎng)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)需求。當前測試階段最重要的挑戰(zhàn)是使用氫能管理系統(tǒng)來實現(xiàn)氫的生產(chǎn)和存儲以及電網(wǎng)供需動態(tài)平衡的最佳組合，從而無需使用蓄電池。為了應對這一挑戰(zhàn)，測試將開始確定最佳的運行控制技術，該技術使用各自具有不同運行周期的設備單元將電網(wǎng)需求響應與氫氣供求響應相結合。
FH2R項目距離福島縣、仙臺市以及東京市的距離分別為70公里、100公里和250公里。氫氣將主要通過長管拖車運送給上述地區(qū)的用戶。給2020年東京奧運會和殘奧會是配套該項目的亮點，但年初爆發(fā)的新冠疫情給這一體育盛事能否如期舉辦蒙上一層陰影。
FH2R項目中，東芝將牽頭整個項目建設，并開發(fā)氫能管理系統(tǒng);東北電力將專注于能源管理系統(tǒng)(EMS)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)以及與電網(wǎng)相關的事項;巖谷公司將研究氫的需求和供應預測系統(tǒng)，以及氫運輸和存儲。堿性電解水系統(tǒng)源自朝日Kasei公司先進的氯堿電解技術。
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