氢能技术发展趋势调研(二)

作者: laokou 分类: 水处理 发布时间: 2021-07-27 10:59

2. 全球氢能发展情况及趋势

2.1. 全球氢能产业概况

20世纪70年代以来,受石油价格冲击,各国开始关注氢能研发与应用。21世纪初以来,受全球气候变化和环境问题影响,节能减排和能源清洁化步伐加快,氢能在能源转型中的潜力再次获得人们关注。氢能是理想的清洁二次能源,用可再生能源制氢,用储氢材料储氢,用氢燃料电池发电,将构成“净零排放”可持续利用的氢能系统,成为可再生能源之外实现“深度脱碳”的重要路径。

氢能发展潜力越来越被国际认可,欧美日韩等地区和国家积极制定支持氢能投资政策。截至目前,占世界GDP70%的18个国家制定了氢能发展战略,全球直接支持氢能源部署的政策总计约50项。美国自2010年以来,每年对氢能和燃料电池的资助达1亿~2.8亿美元。欧洲燃料电池和氢能联合组织于2019年2月发布《欧洲氢能路线图:欧洲能源转型的可持续发展路径》研究报告,提出了欧盟面向2030年、2050年的氢能发展路线图;欧盟委员会于2020年3月10日宣布成立“清洁氢能联盟”;日本将“氢能社会”纳入国家发展战略,2014年以来先后制定《第四次能源基本计划》《氢能基本战略》《第五次能源基本计划》《氢能与燃料电池路线图》,计划到2025年,燃料电池汽车数量达到20万辆,到2030年达到80万辆,燃料补给网络包括900个加氢站,是目前的9倍左右。

欧美日韩等地区和国家在积极推动氢能发展的同时,相互之间的合作意愿强烈,在2019年G20(大阪)峰会召开期间,美日欧三方签署《关于未来氢能和燃料电池技术合作的联合声明》,致力于未来氢能及燃料电池技术全面合作,引导能源体系向氢能过渡。近日,加拿大正在制定国家氢能战略,以加速推进能源产业清洁转型;而德国则联合法国、荷兰、奥地利、比利时与卢森堡等国,呼吁欧盟尽快就氢能源技术进行立法并增加资金支持。

虽然氢能在能源转型中的潜力再受关注,但全球制氢的最主要原料是化石能源。目前,全球氢气年产量约为7000万吨,其中76%以天然气为原料,剩余部分(23%)几乎都以煤炭为原料,电解法制氢仅占1%。每年氢气生产共消耗天然气约2050亿立方米(占全球天然气总消耗量6%),煤炭1.07亿吨(占全球煤炭总消耗量的2%)。尽管化石能源制氢技术相对成熟,但存在碳排放问题,加装碳捕捉与封存装置(CCS)是缓解碳排放的一个措施。随着近年来可再生能源发电成本快速下降,直接利用可再生电力电解水制氢成为关注焦点。

当前,越来越多的国家和机构投入到大型可再生能源制氢的研究与项目开发中。由欧洲氢能组织、沙漠计划、非洲氢能伙伴计划、乌克兰氢能委员会等机构联合发布的《绿色制氢:欧洲2×4000万千瓦倡议》提出,在北非和欧洲地区分别建设4000万千瓦清洁光伏/风电电解制氢设备和互联互通管道设施,并预计到2025年制氢成本可降至1.62至2.16美元/千克。全球正在推进中的可再生能源制氢项目规模迅速扩大,从2019年10月份的320万千瓦提高到2020年3月底的820万千瓦,近期新增在建项目的单个容量都在10万千瓦及以上,主要分布在澳大利亚、法国、德国、葡萄牙、英国、美国、荷兰、巴拉圭。

2.2. 主要国家氢能发展概况

2.2.1. 美国

2.2.1.1美国氢能政策推进史

每年的10月8日,是美国经参议院认证通过的“全国氢能与燃料电池日”。作为全球第一个为氢能和燃料电池设置全国性节日的国家,美国对该产业的重视可见一斑。

美国对氢能的研究和利用已非一日,且力度居全球之首。目前全球运行中的输氢管道全长约4500公里,其中约2600公里位于美国。虽然美国输氢管道输送的更多是灰氢,但也可由此一窥美国在氢能利用方面的成熟程度。作为世界第一经济强国,美国对能源以及能源变革重要性的理解相当深刻,这导致其自1990年起制定推动氢能源产业发展的种种政策时,保持着从政策评估、商业化前景预测,到方案制定、技术研发,再到示范推广的成熟产业发展思路。

美国对氢能源的关注可以追溯到1970年的石油能源危机时期。由于能源自给项目失败,美国国家能源研究和开发组织开始赞助氢能源相关研究,并在迈阿密召开了第一次国际会议。

1990年,美国颁布了《Spark M.Matsunaga 1990年氢研究、开发及示范法案》,制定了“氢研发五年管理计划”,期待在最短时间内,采用较为经济的方法,突破氢生产、分配及运用过程中的关键技术。

考虑到商业化推广问题,1996年《氢能前景法案》在美国诞生,其目的在于“使私营部门展示将氢能用于工业、住宅、运输的技术可行性。”

通过前期的基本技术探索,以及商业用途的可行性论证,美国基本明确了氢能发展方向,正式踏入技术研发、示范阶段。

2003年,美国正式启动“总统氢燃料倡议”,计划未来5年投入12亿美元,重点研究氢能生产、储运技术,促进氢燃料电池汽车技术及相关基础设施在2015年前实现商业化。

2005年,美国两院通过了能源政策法案,提出汽车制造商在2015年前为消费市场提供氢燃料汽车的目标。

2012年,时任美国总统奥巴马向国会提交了总额3.8万亿美元的2013财年政府预算,其中63亿元拨往DOE用于燃料电池、氢能、车用替代燃料等清洁能源的研发和部署。

与此同时,美国重新修订了氢燃料电池政策方案,将燃料电池税收地面政策细化为3个层次,对燃料电池系统的效率转换提出更高要求,并对国内任何运行的氢能基础设施实行30%至50%的税收抵免。

2016年,美国制定了2020年将氢气价格降至USD7/gge的价格目标,延长了各州税收抵免政策,同时加利福尼亚州、康涅狄格州、马里兰州、马萨诸塞州、纽约州、俄勒冈州、罗得岛州、佛蒙特州8州共同签署了《州零排放车辆项目谅解备忘录》,计到2025年发展330万辆包括氢燃料电池汽车的新能源车。

2019年11月,美国燃料电池和氢能源协会(FCHEA)发布了美国氢经济路线图,对氢能发展做出了短期和中长期规划。在其短期规划中,美国将在2020至2022年实现氢能在小型乘用车、叉车、分布式电源、家用热电联产、碳捕集等领域的应用。中期规划是,到2030年,美国氢经济每年产生约1400亿美元的收入,在整个氢价值链中提供70万个工作岗位。长期规划是,到2050年,美国将使氢气在总能源需求中的占比达到14%,可以通过其每年创造约7500亿美元的收入和累计340万个就业岗位来推动经济增长。

2020年10月5日,麦肯锡发布了美国氢能经济路线图,用以展示美国各州如何扩大其在全球能源领域的领先地位。该路线图由麦肯锡、Plug Power、丰田汽车、壳牌、液化空气公司、微软公司和SoCalGas等美国主要的石油和天然气、电力、汽车、燃料电池和氢能源公司联合发起,强调了氢能作为可再生能源系统的推动力的多功能性。

目前,美国拥有世界上超过一半的燃料电池汽车,超过25000辆燃料电池运输车辆,在40个州拥有超过8000个小型燃料电池系统,以及已安装或计划安装的超过550兆瓦或大型燃料电池电源。预计到2050年将有一个有竞争力的氢能工业可以满足美国14%的能源需求。

该路线图概述了在这一能源转型过程中氢可以发挥作用的五个主要经济领域,包括交通、发电和电网平衡、工业燃料、原料以及住宅和商业建筑燃料。

该路线图显示了氢对于实现低碳能源结构至关重要,而现在采取正确的行动,可以通过氢能产业加强美国的能源领导力并促进经济。到2030年,氢能产业将创造70万个工作岗位和1400亿美元的利润,而到2050年,氢能产业将创造340万个工作岗位和7500亿美元的利润。显然,美国将是世界能源转型的主要参与者,但要保持其主导地位,并应对未来的能源挑战,美国必须加大投资力度,制定公共政策,减少监管壁垒,促进研究、开发和部署并奖励创新。

2.1.1.2美国强调和培养在氢能领域的国际影响力

从1970年尝试氢能研究时就召开的国际会议,到2003年在华盛顿成立由美国、澳大利亚、巴西、加拿大、中国、意大利、英国、冰岛、挪威、德国、法国、俄罗斯、日本、韩国、印度、欧盟委员会参加的《氢经济国际伙伴计划》。美国对自身在未来国际氢能源格局中的定位,或许并不仅仅是占据一席之地。

2.1.1.3美国拥有多家氢能企业巨头

美国在氢能领域取得的实际成就,与国内氢能相关组织和企业的推动、配合密不可分。

就美国国内而言,在政府层面近50年的指导培育下,美国国内已经涌现出一批分散在氢能源产业链各环节的优质企业。美国氢能源产业整体呈现出DOE主导,多家企业具备争夺全球氢能巨头潜力的局面。

DOE是美国政府在氢能领域的主导机构,在DOE的组织下,美国建立起以DOE所属国家实验室为主导,大学、研究所及企业为辅的科研体系。仅2012至2013年间,DOE所属国家实验室就承担了48项氢和燃料电池相关项目约占38.1%,美国各公司承担53项,约占42%。

在这一体系下,美国氢能与燃料电池科研项目取得较大的突破,截至2017年3月,美国拥有相关专利族16205个,数量仅次于日本,居于全球第二位。

2013年,DOE还和现代、奔驰、日产以及丰田汽车等共同出资启动了氢气USA项目,意在着重开发氢燃料电池和建立更为广泛的燃料电池充电站。目前氢气USA已拥有超过50个合作伙伴。自2006以来,DOE支持的各类项目已在帮助燃料电池成本降低50%的情况下,实现耐用性翻倍,所需铂用量显著减少。

企业层面,美国在氢能产业链上、中、下游都已拥有出色的企业代表。如提供氢基础设施解决方案的Air Product;以叉车燃料电池为主的Plug Power、固定式燃料电池为主的Fuel Cell Energe、Bloom Energe等大型燃料电池生产企业;以通用为代表的主机厂等。

Air Product

全球领先的氢燃料加注及加氢设施供应商,业务覆盖加氢站上下游,拥有与氢气供应和分散技术相关的大量专利组合。其氢燃料技术被广泛应用于汽车、卡车、厢式货车,公交车,小型摩托车、叉车、机车、飞机、手机信号发射塔、材料装卸设备等领域。

1993年Air Product建立起旗下第一座,截止目前Air Product已参与包括美国、中国、日本等20多个国家超200座加氢站项目。

2017年,Air Product宣称其在美国加利福尼亚州的数座加氢站,已实现每千克不到10美元的价格向燃料电池车用户供氢。

Plug Power

全球知名燃料电池集成系统提供商,其主要产品为质子交换膜燃料电池和燃料加工技术。

货品搬运领域是Plug Power公司燃料电池的主要市场,其主要客户有沃尔玛、亚马逊、奔驰、宝马、宝洁等,2017年该公司净收入同比增长20%。

Fuel Cell Energe

全球领先的综合性燃料电池公司,主要产品韦可用于现场发电的、热电联产及分布式发电的MCFC,拥有超300兆瓦的发电装机容量。

其技术核心集中在燃料电池和系统组装两方面,主要客户为美国政府以及POSCO和DOMINION,目前Fuel Cell Energe旗下DFC发电厂已在全球超50个地区提供服务。

通用汽车公司

通用汽车公司在氢燃料电池车领域的研发起步较早,而且保持着较为稳定的新产品研发进展。

1966年通用汽车发布全球首辆氢燃料电池车Electrovan,该车配备的燃料电池由32个串联的薄电极模块构成,可提供32kw稳定功率输出,峰值约160千瓦。

尽管在民用领域进展并不十分顺利,但通用汽车公司的氢燃料电池产品在军用领域却收获颇丰。

2005年,通过汽车公司与美国陆军坦克车辆研发和工程中心(TARDEC)合作,通用向美国陆军交付了第一辆以燃料电池为动力的卡车雪佛兰Colorado Z氢气,该批卡车主要用于武器运输。此外,通用汽车公司还与美国海军合作研发、测试了搭载氢燃料电池系统的无人水下舰艇(UUV)。

2.2.2. 欧洲

2.2.2.1欧盟出台氢能战略

2020年7月8日,欧盟委员会正式对外公示《欧盟氢能战略》。为保证该战略的实施,欧盟计划未来十年内向氢能产业投入5750亿欧元(约合人民币4.56万亿元)。其中,1450亿欧元以税收优惠、碳许可证优惠、财政补贴等形式惠及相关氢能企业,剩余的4300亿欧元将直接投入氢能基础设施建设。

氢能基建的具体规划是:2030年前,投入240亿至420亿欧元用于绿氢电解设施的建设,2200亿至3400亿欧元用于增建80 GW至120 GW的风光发电。

根据欧委会的计算,欧盟目前人均每年的氢能投入仅为50欧分,美国是75欧分,中国的人均氢能投入则超过4欧元。如果欧盟氢能战略中的5750亿欧元投资最终落实,其人均年氢能投入将跃升至10欧元以上。

欧盟版战略抛弃了灰氢,但未将蓝氢和青氢一刀切地排除在外。灰氢是由工业副产气制取的氢气,制备过程会产生大量二氧化碳,不能算是能源转型的有效途径。蓝氢由煤或天然气经转化反应而产生,裂解过程中的副产品二氧化碳可以通过碳捕捉和储存技术长埋于地下。青氢由天然气高温催化裂解产生,副产品是固态的碳,更便于碳回收。唯有通过可再生能源电解水而产生的绿氢,才能做到制备全产业链的零碳排放。目前,一千克绿氢的制备成本约为5.5欧元,一千克蓝氢的成本仅为1.5欧元。

在欧盟正式推出氢能战略前,对新能源一向投入巨大的丹麦和荷兰已率先开始一系列试点项目。

丹麦计划在北海和波罗的海建造两座装机容量合计达2 GW的海上风电岛,以用于制氢;荷兰则以皇家壳牌石油公司牵头成立了Nort氢气联盟,计划新建一座装机容量超过4 GW的海上风电场,用以制备绿氢。

2.2.2.2欧盟氢能三步走计划

欧盟的氢能战略将分成三个阶段。第一阶段(2020至2024年),欧盟将在境内建造一批单个功率达100 MW的绿氢电解设备,约相当于每小时1.7吨的制氢能力。2024年前,全欧的绿氢制备总功率将达到6 GW,绿氢年产量超过100万吨。目前欧盟的氢气年产量虽高达980万吨,但其中只有不到10%是绿氢。

第二阶段(2025至2030年),在继续加大绿氢制备产能的基础上,建成多个所谓“氢谷”(Hydrogen Valleys)的地区性制氢产业中心。这可以通过规模效应以较低廉的价格为人口聚集区供氢,且这些氢谷也是未来泛欧氢能网络的骨架。

预计到2030年,欧盟的绿氢年产能将超过1000万吨,绿氢制备总功率达到40 GW。欧盟的氢能市场规模将从如今的20亿欧元上升至1400亿欧元,并创造14万个相关就业岗位。

第三阶段(2031至2050年)的重点是氢能在能源密集产业的大规模应用,典型代表是钢铁行业和物流行业。欧盟委员会计划,2050年达到全欧盟碳中和,届时氢能将满足全欧盟24%的能源需求,并创造至少540万个就业岗位。

2.2.3. 韩国

2.2.3.1韩国公布氢能经济活性化路线图

2019年1月,韩国发布了《氢能经济活性化路线图》,把氢能产业定为三大战略投资领域之一。

韩国对于产业的投资,是具有相当的前瞻性的,很多地方是参考日本和美国的技术发展,然后决定投入巨大的资源。

韩国选定了氢能的发展路径,和全面电动化的战略相比较,是有很大的差异化的,这个和电力资源禀赋有很大的关系。如果接下来选定了这条路,未来韩国的锂电就只能完全依托于欧洲和中国的需求来看,可能真的只有LG化学能独力支撑。

到2040年,氢气年供应量将达到526万吨,每公斤价格将达到3000韩元, 建立海外生产基地,稳定氢气生产,进口,供需。通过多样化储存方法(如高压气体,液体和固体)来提高效率,放宽对高压气体储存的规定,开发液化和液体储存技术。使用轻型高压气态氢气管拖车,降低运输成本,建立连接整个国家的长期氢气运输管道。

2.2.3.2韩国重点发展氢动力汽车和燃料电池

韩国的目标是到2030 年,力争在氢动力汽车和燃料电池领域占据全球市场份额第一的位置。到 2040 年可创造出 43 万亿韩元(约合 2592 亿元人民币)的年附加值。

在燃料电池方面,韩国政府争取到 2040 年把燃料电池产量扩大至15GW,这个过程是从2018年的(307.6MW)→1.5GW(国产1GW,2022年)→15GW(2040年),到2040年在居民和用电领域提供2.1GW(940,000个家庭)的燃料电池。

氢动力汽车将在 2019 年普及 4000 辆,到 2022 年普及 8.1 万辆,2030 年普及180 万辆。 2040年氢燃料电池汽车累计产量增至620万辆(这个韩国本土消化290万,其他的330万要出口到全球市场)。

在公用汽车领域:在2019年推出35辆燃料电池公交车,2022年增加到2,000辆,2040年增加到41,000辆;从2021年起,公共部门将垃圾车和清扫车转换为燃料电池货运卡车,并逐步渗透到私营部门,如物流卡车和货车

韩国国土交通部计划在今后15年内逐步把使用传统内燃机的公共汽车、货运卡车和建筑机械全部改成使用氢燃料电池。2040年,8万台出租车、4万台公交车和3万台卡车。

现代汽车首席副会长目前担任国际氢能委员会联合主席,从现代公司整体推进步骤来看,HEV、PHEV、EV和FCV同时推动。

2.2.3.3氢试点城市推广战略

2019年10月10日,韩国国土、基础设施、交通和旅游部宣布了“氢试点城市推广战略”。“氢城市”指的是将氢作为主要城市功能(如制冷、供暖、电力和交通)燃料的城市,将于2022年建成。

该战略将选择一个城市进行氢项目试点,以测试住宅和交通部门的相关技术。每个试验区将在城市内占地10平方公里。环保部将考虑项目的可行性、有效性以及未来推行与氢相关政策的意愿等因素。

三个试点城市的联合住宅小区和独立建筑将使用氢作为能源,为制冷、供暖系统和电力提供动力。这一过程包括将空气中的氧气与燃料电池中的氢气反应时释放的化学能进行转化。试点城市的多单元住宅小区和单体建筑将使用氢作为制冷、供暖和供电的能源。此外,为了建设氢能源交通系统,加氢站将安装在城市或附近的综合换乘中心、停车场和公交车库。

计划到2040年,韩国40%的城市将成为氢能城市,总计运营825,000辆氢能汽车和12,000辆氢能公交车。

2.2.4 日本

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。

2.2.4.1日本“基本氢能战略”的主要内容

2017年12月26日,日本公布了“基本氢能战略”,意在创造一个“氢能社会”。该战略的主要目的是实现氢能与其他燃料的成本平价,建设加氢站,替代燃油汽车(包括卡车和叉车)及天然气及煤炭发电,发展家庭热电联供燃料电池系统。鉴于日本的资源状况,日本政府还将重点推进可大量生产、运输氢的全球性供应链建设。基本氢能战略还设定了2020、2030、2050及以后的具体发展目标。

这一战略显得雄心勃勃,但最终的成功取决于氢能成本、竞争力及无碳氢燃料的获得性,目前在日本国内外进行的诸多跨部门氢能试点项目的成败显得尤为重要。在这些试点中起步较早的燃料电池汽车和家用热电联产项目已经初见成效,增强了日本氢能发展的信心。

2.2.4.2燃料电池汽车

燃料电池从19世纪初就已存在,1966年美国通用公司生产出了全球第一个燃料电池汽车,速度可以达到70英里/小时,行驶里程150英里。但由于成本太高,又缺乏加氢设施,这辆车仅用于通用汽车的燃料电池展示和博物馆展览。日本在1973年石油危机后就成立了“氢能源协会”,以大学研究人员为中心开展氢能源技术研发。1981年,日本通产省在“月光计划”(节能技术长期研究计划)中,启动了燃料电池的开发。20世纪90年代,丰田、日产和本田等汽车制造商也开始了燃料电池车研发。1993年,由“新能源和产业技术综合开发机构”(NEDO) 牵头,设立了为期10年的“氢能源系统技术研究开发”综合项目,由国家科研机构和民间会社共同参与,涉及氢气生产、储运和利用等全过程。

2002至2010财政年度,日本经济、贸易和产业省资助了“燃料电池系统示范研究”项目,涵盖“燃料电池车的示范研究”和“氢基础设施示范研究”两个主题。研究内容包括氢能生产基础数据收集、燃料电池车性能、环境特征、能源效率和安全性等方面,并与其它部门共享这些数据。项目分两个阶段实施,2002至2005财年是第一阶段,2006至2010是第二阶段。日本汽车研究所、日本工程促进会、日本石油能源中心、日本天然气协会先后主持了这两个阶段的研究,丰田、本田、三菱、尼桑等日本主要汽车制造商都拿出自己的主要燃料电池车型加入了研发。同时,日本各地有15个加氢站也参与其中。

这些项目的实施对日本燃料电池汽车的发展起到了巨大的推动作用。2014年12月丰田推出了Mirai车型,2016年3月本田推出Clarity车型,它们的实际驾驶距离都超过500公里,成为全球燃料电池汽车的主打产品之一,目前正在向公共汽车、重型卡车和叉车等领域拓展。2018年日本全国的燃料电池汽车为2500辆,加氢站100个。

2.2.4.3家用热电联供

ENE-FARM是日本氢能在居民住宅中应用的尝试,通过将氢气注入燃料电池中发电,同时用发电时产生的热能来供应暖气和热水,形成微型热电联供系统。目前主要有固体高分子型燃料电池(PEFC)和固体氧化物型燃料电池(SOFC)两种类型,生产700瓦和1000瓦发电量的产品,能够满足部分电力需求和全部的热水需求。早在1992年日本就开始了针对燃料电池的质子交换膜进行基础研发,探索氢能在住宅中的应用。2001年开始进行小规模固体高分子型燃料电池(PEFC)的研发和示范,2009年,固体高分子型燃料电池(PEFC)热电联供系统正式上市销售,2011年固体氧化物型燃料电池(SOFC)热电联产系统也上市销售。

由于技术的不断改进,自上市以来,SOFC和PEFC的价格分别下跌了约43%和70%。然而,要实现设定的数百万的安装目标,还需要进一步降低成本。日本计划到2020年,将PEFC系统的零售成本降至80万日元,将SOFC系统的零售成本降至100万日元,累计安装达到140万台。

2.2.4.4发电及产业领域的应用

日本的三菱、日立电力系统公司和川崎重工业公司都在研究氢的直接燃烧以及与天然气共同燃烧发电技术。在煤气化联合循环(IGCC)中混入50%以上氢能的涡轮机也逐步进入商业化生产。日本政府预测,在未来的几十年里,发电将成为氢能源增长的最大驱动因素,占氢消耗量的64%左右。目前,利用氢能进行大规模发电的技术仍在研究之中,最主要的是解决成本问题。日本政府的目标是到2030年将氢燃料的价格降低到17美分/千瓦时,2050年降为12美分/千瓦时,这样才能与天然气发电进行竞争。

日本当前工业所消耗的几乎所有氢都是化工和钢铁生产过程的副产品排放出来的,最大的氢来源是烧碱工业,为加氢站和其他工厂提供高氢能。但由于烧碱生产正在转向能源效率更高的不排放氢的气体扩散电极法,因此未来氢的供应不能依赖烧碱业。近年来日本更加注重新的氢能生产技术,特别是能够实现无碳排放的氢能生产技术,进行包括电解制氢等新技术的试验。虽然工业需求不会推动日本的氢能经济发展,但它将从无碳排放的所谓绿色氢能的制造成本降低中受益,因为一旦这些绿色氢变得更便宜,产业领域就可以通过改用绿色氢能来减少排放。

2.2.4.5氢能社区试点

日本氢能社会的实现还需要与“智能社区”相结合,利用数字技术、信息和通信技术以及与可再生能源的融合来提高社区服务的质量,同时降低成本和资源消耗,促进经济增长。2011年福岛核事故以后,为应对未来核能可能减少的前景,日本开始资助北九州、横滨、丰田、京阪科学城和福岛等地进行氢能社区建设试点项目。

北九州氢能社区是世界上第一个氢能社区示范项目,其目的是测试从附近一家钢铁厂向住宅、商业和公共设施供应副产品氢的情况。主要内容包括(1)使用管道供应氢;(2)燃料电池在多个应用程序中的可操作性测试;(3)燃料电池驱动车辆、小型叉车和自行车等运行;(4)从燃料电池汽车(FCVs)向家庭供电;(5)智能社区电力共享等5个方面。北九州氢能社区示范项目于2014年结束,后续项目将继续进行,主要是进一步降低氢能成本。

2016年东京市政府推出了针对2020年东京奥运会和残奥会的“氢社会”计划,到2020年将加氢站增加到35个,运行6000辆燃料电池汽车,举办一届清洁的奥运会。他们认为,1964年东京奥运会留下了新干线高速列车系统作为遗产,2020年的东京奥运会将留下一个氢能社会作为它的遗产。

氢气社区还可以产生社会和经济的“溢出效应”,应对诸如经济高速增长时期建造的城市基础设施的老化、区域工业衰退、出生率下降和人口老龄化等日本城乡发展遇到的各种挑战。氢能社区的建设,可以通过氢能的生产和消费等产业链的带动,推动氢能基础设施建设,创造新的产业和就业机会,振兴区域经济。