氢气革命,改变能源结构——氢能源的应用之路

橘川武郎 [作者简介]

[2015.08.03] 其它語言 : ENGLISH | 日本語 | 繁體字 | FRANÇAIS | ESPAÑOL | العربية | Русский |

随着燃料电池汽车开始上市销售等,从2014年起日本利用氢能源的动向变得活跃起来。氢气的使用,能够怎样改变能源构造呢?

氢气应用,日趋活跃

2014年是日本氢能源应用的始动元年。当年6月,经济产业省所属的氢气与燃料电池战略协议会,提出了“氢气与燃料电池战略路线图”。11月,东京都打出了要让2020年东京奥运会成为迈向氢社会重要一步的方针,并公布了具体的政策措施和预算计划。之后,本田技研工业和丰田汽车决定把燃料电池汽车投放市场,岩谷产业和JX日矿日石能源株式会社公布了加氢站的氢气销售价格。氢能源迈向实用化的动向一下子变得活跃起来。

原本日本在氢燃料电池实用化方面就一直大幅领先于其他国家。2009年,东京GAS公司和松下电器公司在世界上率先把家用燃料电池推向市场,凭这一点就可见略见一斑。而到了2014年12月,丰田终于实现了量产型燃料电池汽车的市场销售。这也是世界首创,吸引了众多媒体的关注。

利用氢气的意义

氢气的利用,其意义可概括为以下五点。

首先,氢气在使用时不会排放二氧化碳,是“生态友好型”能源资源。当然,这仅限于在使用的时候。在氢气制备过程中如果使用化石燃料,会抵消氢气的这种优势。因此,只有在使用可再生能源来制氢的情况下,才能充分发挥氢气的环保特性。

其次,把氢气作为燃料电池使用时,因为是通过发生电化反应产生电力,因此能源转换效率非常高,能够成为节能环保的王牌。电力公司所发的电,笼统地说有大约60%是被白白浪费掉的。而燃料电池发电,可以大幅减少这种能源损耗。另外,家用和楼宇用的固定型燃料电池,由于可以同时供给热能和电力,单凭这一点其节能效果也很好。

第三,燃料电池汽车和固定型燃料电池,在地震等紧急情况发生时可以作为应急能源的供给源,成为守护人们生命和生活的武器。燃料电池的普及,有助于提高防灾能力。

第四,氢气可以通过多种方法制备,不仅可以作为能源的原料,还能用作能源运输的手段。因此,如果和其他的能源原料组合使用,可以起到弥补它们的弱点,以进一步发挥其优势的作用。在某种意义上讲,这种“能够改变整体能源结构的潜在可能性”,才是氢气应用的最大魅力。关于这种潜在可能性,将在本文的后半部分进行具体阐述。

第五,是对于日本的意义。我国的氢气利用技术处于世界领先地位,如果氢气的应用进一步发展,将有助于激发日本经济整体的活力和扩大就业。有关燃料电池技术的专利申请数量,按国别来看日本占世界首位,而且把第二名远远抛在了后面。在储氢罐的制造方面,日本厂商很有竞争力。在氢气运用领域,和地热发电等领域一样,我国企业能够确保竞争优势。

氢气利用的难题——成本、居民参与、供应链

但是,在氢气的利用上还存在一些问题,这也是事实。

最大的问题就是降低成本。不管是多好的能源资源,只要成本过高就不可能普及。而降低成本的捷径,毫无疑问是技术革新,但除此之外,在以下几个方面也需要作出努力:①把氢气和其他成本低廉的能源资源组合使用,既能发挥氢气的优势,又可以提高整体性价比;②当前,可先使用相对成本较低的副生氢气(生产过程中很多时候要使用化石燃料),完善氢气供应的基础设施,通过氢气应用设备的量产化效果来降低成本,然后再增大利用由可再生能源生产的“绿色”氢气等。

另一个问题,是构建居民参与建设氢社会的机制。为此,在保证安全性和税收负担等方面无疑需要有一种确切的程式来求得公众的广泛支持。从国际上看,氢气应用由于适合采用分散式能源供给方式,很多情况下是可以按不同地区来分别推进的。立足于本地,推进氢气社会建设,居民的参与是不可或缺的要素。

作为现实问题,是同时建立氢气供应链的重要性。燃料电池汽车和加氢站之间的关系,很多时候被比作是“先有鸡还是先有蛋”。因为两者都相互以对方的普及为前提,因而总是观望,导致一直难以有所进展的结果。但最近,已经有人用“鲜花和蜜蜂”来形容它们的关系了。也就是说,它们已经认识到了相互间的相生关系,正在同时发力推进燃料电池汽车和加氢站的建设。

我国虽在燃料电池的开发和应用方面走在世界的最前列,然而氢气基础设施建设还远远落后于世界。但是现在,东京都把2020年的东京奥运会和残奥会视为实现氢社会、构建供应链的绝好机会,其制定的计划吸引了社会关注。

东京理科大学研究生院创新研究科教授(经济学博士)。专业研究领域是日本经营史、能源产业论、区域经济论和体育产业论。1951年出生于和歌山县,1983年在东京大学研究生院修完经济学博士课程学分后退学。先后担任哈佛大学商学院客座研究员、东京大学社会科学研究所教授、一桥大学研究生院商学研究科教授等职,2015年4月起担任现职。2014年曾担任东京都“为实现氢社会的东京战略会议”主席。著有《电力改革——能源政策的历史性大转折》(2012年,讲谈社现代新书)、《日本的能源问题》(2013年,NTT出版社)等著作。

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