氫氣革命,改變能源結構——氫能源的應用之路

橘川武郎 [作者簡介]

[2015.08.03] 其它語言:ENGLISH | 日本語 | 简体字 | FRANÇAIS | ESPAÑOL | العربية | Русский |

隨著燃料電池汽車開始上市銷售等,從2014年起日本利用氫能源的動向變得活躍起來。氫氣的使用,能夠怎樣改變能源構造呢?

氫氣應用,日趨活躍

2014年是日本氫能源應用的始動元年。當年6月,經濟產業省所屬的氫氣與燃料電池戰略協議會,提出了「氫氣與燃料電池戰略路線圖」。11月,東京都打出了要讓2020年東京奧運成為邁向氫社會重要一步的方針,並公布了具體的政策措施和預算計劃。之後,本田技研工業和豐田汽車決定把燃料電池汽車投放市場,巖谷產業和JX日礦日石能源株式會社公布了加氫站的氫氣銷售價格。氫能源邁向實用化的動向一下子變得活躍起來。

原本日本在氫燃料電池實用化方面就一直大幅領先於其他國家。2009年,東京GAS公司和松下電器公司在世界上率先把家用燃料電池推向市場,憑這一點就可見略見一斑。而到了2014年12月,豐田終於實現了量產型燃料電池汽車的市場銷售。這也是世界首創,吸引了眾多媒體的關注。

利用氫氣的意義

氫氣的利用,其意義可概括為以下五點。

首先,氫氣在使用時不會排放二氧化碳,是「生態友好型」能源資源。當然,這僅限於在使用的時候。在氫氣製作準備過程中如果使用化石燃料,會抵消氫氣的這種優勢。因此,只有在使用可再生能源來製氫的情況下,才能充分發揮氫氣的環保特性。

其次,把氫氣作為燃料電池使用時,因為是通過發生電化學反應產生電力,因此能源轉換效率非常高,能夠成為節約能源及環保的王牌。電力公司所發的電,籠統地說有大約60%是被白白浪費掉的。而燃料電池發電,可以大幅減少這種能源損耗。另外,家用和樓宇用的固定型燃料電池,由於可以同時供給熱能和電力,單憑這一點其節約能源效果也很好。

第三,燃料電池汽車和固定型燃料電池,在地震等緊急情況發生時可以作為應急能源的供給源,成為守護人們生命和生活的武器。燃料電池的普及,有助於提高防災能力。

第四,氫氣可以通過多種方法製備,不僅可以作為能源的原料,還能用作能源運輸的手段。因此,如果和其他的能源原料組合使用,可以起到彌補它們的弱點,以進一步發揮其優勢的作用。在某種意義上講,這種「能夠改變整體能源結構的潛在可能性」,才是氫氣應用的最大魅力。關於這種潛在可能性,將在本文的後半部分進行具體闡述。

第五,是對於日本的意義。我國的氫氣利用技術處於世界領先地位,如果氫氣的應用進一步發展,將有助於啟動日本經濟整體的活力和擴大就業。有關燃料電池技術的專利申請數量,按國別來看日本占世界首位,而且把第2名遠遠拋在了後面。在儲氫罐的製造方面,日本廠商很有競爭力。在氫氣運用領域,和地熱發電等領域一樣,我國企業能夠確保競爭優勢。

氫氣利用的難題——成本、居民參與、供應鏈

但是,在氫氣的利用上還存在一些問題,這也是事實。

最大的問題就是降低成本。不管是多好的能源資源,只要成本過高就不可能普及。而降低成本的捷徑,毫無疑問是技術革新,但除此之外,在以下幾個方面也需要作出努力:①把氫氣和其他成本低廉的能源資源組合使用,既能發揮氫氣的優勢,又可以提高整體性價比;②當前,可先使用相對成本較低的副生氫氣(生產過程中很多時候要使用化石燃料),完善氫氣供應的基礎設施,通過氫氣應用設備的量產化效果來降低成本,然後再增大利用由可再生能源生產的「綠色」氫氣等。

另一個問題,是構建居民參與建設氫社會的機制。為此,在保證安全性和稅收負擔等方面無疑需要有一種確切的程式來求得公眾的廣泛支持。從國際上看,氫氣應用由於適合採用分散式能源供給方式,很多情況下是可以按不同地區來分別推進的。立足於本地,推進氫氣社會建設,居民的參與是不可或缺的要素。

作為現實問題,是同時建立氫氣供應鏈的重要性。燃料電池汽車和加氫站之間的關係,很多時候被比作是「先有雞還是先有蛋」。因為兩者都相互以對方的普及為前提,因而總是觀望,導致一直難以有所進展的結果。但最近,已經有人用「鮮花和蜜蜂」來形容它們的關係了。也就是說,它們已經認識到了相互間的相生關係,正在同時發力推進燃料電池汽車和加氫站的建設。

我國雖在燃料電池的開發和應用方面走在世界的最前列,然而氫氣基礎設施建設還遠遠落後於世界。但是現在,東京都把2020年的東京奧運和帕運視為實現氫社會、構建供應鏈的絕好機會,其制定的計劃吸引了社會關注。

  • [2015.08.03]

東京理科大學研究所創新研究科教授(經濟學博士)。專業研究領域是日本經營史、能源產業論、區域經濟論和體育產業論。1951年出生於和歌山縣,1983年在東京大學研究所修完經濟學博士課程學分後退學。先後擔任哈佛大學商學院客座研究員、東京大學社會科學研究所教授、一橋大學研究所商學研究科教授等職,2015年4月起擔任現職。2014年曾擔任東京都「為實現氫社會的東京戰略會議」主席。著有《電力改革——能源政策的歷史性大轉折》(2012年,講談社現代新書)、《日本的能源問題》(2013年,NTT出版社)等著作。

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