“运氢”与“储氢”方面日本企业的合作

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摘   要：氢（H₂）在燃烧时不会排放二氧化碳（CO₂），因此作为实现脱碳社会的核心能源备受关注。但是，将氢真正应用于发电和汽车等领域时，稳定的供应链不可或缺。日本各大公司正通过技术创新和合作建立氢供应链。面向2050年实现温室气体净零排放的碳中和目标，日本工业界已开始发挥综合实力。

关键字：运氢、储氢、氢能利用、Direct MCH技术、液化储氢技术、氢能发电

首次横跨日本ー澳大利亚航行9千公里

由日本川崎重工业株式会社建造的全球首艘液化氢运输船“Suiso Frontier”号于去年12月从神户港起航，今年1月21日抵达澳大利亚维多利亚州的黑斯廷斯港。在日澳相关人员参与庆祝的到港仪式上，日本经济产业大臣萩生田光一从日本发来祝贺，表示：“这是氢能实用化过程中迈出的一大步。”

全球首艘液化氢运输船“Suiso Frontier”号

（图片来源：HySTRA）

该船的作用是从澳大利亚将液氢运输到日本，该液氢将由澳大利亚褐煤制成的氢气冷却至零下253℃后制成，体积仅为氢气的1/800。氢气在维多利亚州拉特罗布谷的褐煤制氢厂对褐煤进行气化精炼制得，通过陆路输送到黑斯廷斯港。在黑斯廷斯港对氢气进行液化后，利用“Suiso Frontier”运输9千公里，到达神户机场岛，随后对运输来的液化氢进行储存。该项目是日本与澳大利亚为构筑氢能国际供应链开展的实证项目。

该项目的主要负责方是由7家公司组成的技术研究协会——“零碳氢供应链技术研究联盟（HySTRA）”，包括川崎重工业株式会社、岩谷产业株式会社、壳牌日本、电源开发株式会社（J Power）这4家理事公司，以及丸红株式会社、ENEOS株式会社、川崎汽船株式会社。HySTRA负责褐煤制氢、液化氢的海上运输以及神户的装卸地。

HySTRA自信满满地表示：“日本在液化氢运输船方面处于领先地位。日本于2014年制定了氢能与燃料电池战略路线图，这是官民合作，共同克服资源小国的危机感的成果。”该船于今年2月返回了神户港。该项目的目标是在2030年左右实现日本ー澳大利亚供应链的商业化。

通过技术组合寻找最佳方案

储氢与运氢技术日新月异，哪种技术将成为主流取决于成本等。ENEOS和千代田化工建设于去年11月验证了氢运输技术，将在澳洲利用可再生能源制造的“绿氢”转换为易处理的甲基丙烷（MCH）后运输到日本。该技术是ENEOS的独有技术，被称为“Direct MCH”。到达日本后，从MCH中提取出了氢气，并成功使燃料电池车运行。

Direct MCH技术与液化储氢技术不同，无需使氢冷却。ENEOS表示：“用普通运输船运输可有效降低船舶成本和装卸成本。”ENEOS计划在2025年建成5兆瓦级电解槽，在2030年以后实现商业化。

目前，ENEOS将由液化石油气和天然气制造的氢进行压缩，并利用拖车供应给日本的47座加氢站。今后，将组合使用Direct MCH技术和液化储氢技术，争取实现氢能的低成本与大量供给。

ENEOS横滨纲岛加氢站

（图片来自网络）

目前最理想的氢能是在制造过程中完全不排放CO₂的“绿氢”，但就目前来看其成本较高。另一方面，褐煤制氢过程会产生CO₂。因此，捕获CO₂并将其封存在地下的CCUS（CO₂捕获、利用与封存）技术格外重要。

J Power的目标是实现CCUS的实际应用。同时，通过氢和生物质混合燃烧，与CCUS技术结合减少大气中的CO₂等方式，旨在实现突破零排放的“负排放”。

发电应用，进入实用阶段

氢能利用将在哪些领域扩大呢？岩谷产业指出：“氢能在发电、运输、钢铁业都有潜在需求。首先最容易刺激需求的是运输业。”岩谷产业于2014年在兵库县尼崎市开设了日本首个液化氢方式的商用加氢站。目前已拥有53座加氢站，计划到明年底增加到83座。目前原油价格居高不下，岩谷产业认为：“现在氢能也极具成本竞争力。我们将在卡车领域推广氢能。”

未来更大的需求潜力是发电领域。川崎重工致力于实现液化氢运输船的大型化，以应对发电需求。在本次实证项目中使用的“Suiso Frontier”可运输1250立方米的液化氢，但今后计划在2020年代中期建造一艘配备有16万立方米球形储氢罐的运输船。

利用氢能发电的布局已经开始。除了与液化天然气（LNG）混烧以减少CO₂排放外，还考虑利用100%氢专烧实现零排放发电。川崎重工和大林组于2017年在神户建设了全球首个氢能发电厂，2018年在市区成功实现首个氢专烧发电，向体育馆和医院供电。

氢能发电的规模也在扩大中。三菱重工计划于2025年在作为火力发电厂核心的大型燃气轮机中实现30%氢混烧的商业化，预计到2030年前实现氢专烧的实用化。三菱重工表示：“在与美国的燃气轮机谈判中，项目方有时会在投标中要求‘今后可以使用氢燃料’。”

在用于火力发电厂的大型燃气轮机市场中，三菱重工与美国GE、德国西门子的竞争激烈。三菱重工认为，即便将火力发电厂的燃料从LNG转换为氢能，其仍可确保目前甚至更高的市场占有率。

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翻译：史海燕

审校：贾陆叶

李   涵

统稿：李淑珊

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