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日本氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與啟示

作者:中國儲能網(wǎng)新聞中心 來源:能源發(fā)展與政策 發(fā)布時間:2019-12-15 瀏覽:

12月8日,第13屆中日節(jié)能環(huán)保綜合論壇在東京舉行。兩國政府、機構(gòu)和知名企業(yè)代表等800多人圍繞氫能等多個領(lǐng)域展開充分交流,雙方共簽署了包括氫能源在內(nèi)的多個領(lǐng)域26個合作項目。

國發(fā)能研院、綠能智庫了解到,日本氫能產(chǎn)業(yè)具有先發(fā)優(yōu)勢,經(jīng)過多年發(fā)展,相關(guān)領(lǐng)域的進展受到廣泛關(guān)注,一些經(jīng)驗對我國高質(zhì)量發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)具有較好的借鑒意義。

頂層設(shè)計推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展

日本政府層面一直高度重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,如表1所示,近年來陸續(xù)提出明確的氫能戰(zhàn)略和發(fā)展路線圖。

表1 近年來日本政府氫能戰(zhàn)略與路線圖

2013年,日本政府推出的《日本再復(fù)興戰(zhàn)略》,把發(fā)展氫能源提升為國策。2014年,在第四期《能源基本計劃》中,日本政府將氫能源定位為與電力和熱能并列的核心二次能源,并提出建設(shè)“氫能社會”的愿景。同年,日本對外公布《氫能/燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖》中,詳細(xì)描述了氫能源研發(fā)推廣的三大階段以及每個階段的戰(zhàn)略目標(biāo)。

2017年,日本政府發(fā)布了《氫能源基本戰(zhàn)略》,為全球首例。戰(zhàn)略提出了2050年愿景和2030年行動計劃,在氫的供應(yīng)和氫能利用方面提出詳細(xì)的目標(biāo)。

表2 日本《氫能源基本戰(zhàn)略》目標(biāo)

同時,日本政府也在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中給予必要的資金扶持。在研發(fā)方面,僅2010年-2015年間,日本政府向日本新能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)(NEDO)投入資金達529.8億日元,2017年日本經(jīng)產(chǎn)省對包括燃料電池、加氫站、氫能供應(yīng)鏈3個方向的研發(fā)補貼共計129億日元。

應(yīng)用推廣補貼政策方面,據(jù)了解,日本對購買燃料電池車的消費者提供的購車補貼約占購車款的30%,加氫站也可獲得一定的建設(shè)和運營補貼。另據(jù)相關(guān)統(tǒng)計,2017年全年日本政府為氫能和燃料電池提供的資金總額超過390億日元補貼。

國發(fā)能研院、綠能智庫認(rèn)為,國家層面明確氫能源戰(zhàn)略定位、配合推出氫能產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略方向和目標(biāo),并不斷更新發(fā)布實現(xiàn)戰(zhàn)略目標(biāo)的路線圖,都對氫能產(chǎn)業(yè)前期培育和健康發(fā)展具有重要的指引作用。

產(chǎn)官學(xué)融合催生發(fā)展動力

日本政府有專門的氫能主管部門,即經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省節(jié)能與新能源部新能源系統(tǒng)課氫與燃料電池戰(zhàn)略室。2013年,日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省還成立了由行業(yè)、研究機構(gòu)和政府各界代表廣泛參與的氫能與燃料電池戰(zhàn)略協(xié)會,開展氫能源政策、技術(shù)和發(fā)展方向等的研究。

研發(fā)方面,日本政府通過向官方新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)(NEDO)投入專項科研經(jīng)費來支持氫和燃料電池的技術(shù)開發(fā)工作。NEDO根據(jù)專業(yè)評估將相當(dāng)?shù)目蒲薪?jīng)費撥付企業(yè)并委托進行相應(yīng)項目的研究。這些措施使政府資金得到有效利用,有利于解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展前期研發(fā)資金短缺的問題,并有力促進產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。

除了官方機構(gòu)支持外,日本氫能產(chǎn)業(yè)還通過成立專項專業(yè)協(xié)會來促進產(chǎn)業(yè)技術(shù)的提升、標(biāo)準(zhǔn)工作的完善和商業(yè)化的開展,并成為產(chǎn)官學(xué)溝通互動的渠道,促進了重大政策和規(guī)劃的科學(xué)性與有效性。

燃料電池商業(yè)化促進委員會(FCCJ),成立于2001年,致力于民營企業(yè)參與研究和討論燃料電池實際應(yīng)用和推廣,目前共有113家企業(yè)和機構(gòu)加入。該協(xié)會負(fù)責(zé)向日本政府提出政策建議、進行專業(yè)調(diào)查研究并充分為成員搭建信息平臺。2002年起參與審查與氫燃料電池技術(shù)發(fā)展有關(guān)的問題并提供技術(shù)發(fā)展路線圖的提議,并提議對燃料電池和氫基礎(chǔ)設(shè)施進行監(jiān)管改革。

氫供給利用技術(shù)協(xié)會(HySUT)成立于2016年,目前成員包括44家公司和2個團體。該協(xié)會專注在氫能源的供給和利用領(lǐng)域,保障日本氫能源的穩(wěn)定安全供給。日常工作中,該協(xié)會通過參與NEDO項目從事加氫站相關(guān)技術(shù)開發(fā),通過ISO/TC197國際標(biāo)準(zhǔn)化組織氫能技術(shù)委員會參與國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)和國際標(biāo)準(zhǔn)化工作,通過需求調(diào)研和安全性研究支持商用加氫站充裝站并提高其可靠性。

為解決加氫站建設(shè)投入巨大而營收不能獨立的短板,擴大加氫站普及范圍,2018年2月由多家企業(yè)發(fā)起成立日本加氫站網(wǎng)絡(luò)合同會社(JHyM),目前參與企業(yè)23家,包括氫燃料電池汽車廠商、基礎(chǔ)設(shè)施商和金融機構(gòu),協(xié)作推進加氫站建設(shè)和高效運營,促進加氫站業(yè)務(wù)獨立運營,致力于推進形成氫燃料電池汽車和加氫站的良性循環(huán)的商業(yè)模式。

JHyM的業(yè)務(wù)期設(shè)定為10年,把到2022年3月建設(shè)80座加氫站作為一期目標(biāo)。配合日本政府,完成日本加氫站的戰(zhàn)略性布局;同時降低成本,促進加氫站的高效運營。

國發(fā)能研院、綠能智庫認(rèn)為,官方、機構(gòu)、企業(yè)發(fā)揮各自優(yōu)勢并充分互動,對解決氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重大問題至關(guān)重要。

為降低加氫站和氫燃料電池汽車成本,2017年6月,日本內(nèi)閣通過了相關(guān)事項,提出“氫氣和燃料電池汽車相關(guān)法律法規(guī)在公開場合探討”,8月開始專項會議公開討論,總務(wù)省、厚生勞動省、經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省和國土交通省等主管政府部門和機構(gòu)、企業(yè)等專家廣泛參與,推動法律法規(guī)的科學(xué)調(diào)整。

多元化應(yīng)用技術(shù)為氫能發(fā)展奠定基礎(chǔ)

作為產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的突破口,日本大力發(fā)展氫能多種利用的研究和市場推廣,在氫燃料電池汽車、民用氫燃料電池和氫能分布式發(fā)電等領(lǐng)域取得了技術(shù)優(yōu)勢,并在一些領(lǐng)域形成了一定規(guī)模,為構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的氫能經(jīng)濟奠定了基礎(chǔ)。

交通領(lǐng)域,日本選擇了氫燃料電池乘用車市場,經(jīng)過多年發(fā)展,豐田MIRAI和本田CLARITY在技術(shù)上已保持領(lǐng)先。截止2019年9月,日本國內(nèi)合計售出3492輛。加氫站建設(shè)也領(lǐng)先全球,目前商業(yè)化應(yīng)用的加氫站總數(shù)達109座,基本構(gòu)建起關(guān)東、中部、關(guān)西和九州幾個聚集區(qū)。

圖1 日本加氫站分布圖(來源:HySUT)

表3 日本加氫站與氫燃料電池汽車(FCV)數(shù)量分布

(數(shù)據(jù)來源:HySUT)

家用燃料電池項目(ENE-FRAM)從2009年開始,目前共累計推廣約29萬套,每套設(shè)備售價下降明顯,從2009年超過300萬日元降低到2018年不足100萬日元,政府補貼也從140萬日元下降到6萬日元。該系統(tǒng)采用熱電聯(lián)產(chǎn)模式,固體高分子型燃料電池(PEFC)綜合效率高達97%,700W功率可基本滿足一般家庭60%-90%的用電,還可滿足熱水等需求。

圖2 日本家用燃料電池銷售數(shù)量及價格

(數(shù)據(jù)來源:METI)

在氫能發(fā)電技術(shù)方面,日本成功開發(fā)1MW級氫燃燒發(fā)電技術(shù),氫混燒率可從0%-100%,并在2018年率先投運了100%氫燃燒城市熱電聯(lián)產(chǎn)項目。同時,日本也開發(fā)了500MW級燃?xì)廨啓C火力發(fā)電站氫混燒技術(shù),已實現(xiàn)氫混燒率在20%以下時的穩(wěn)定燃燒發(fā)電。這些技術(shù)對未來擴大氫能利用和逐步取代燃煤電廠基荷電源具有重要意義。

日本氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展所取得的經(jīng)驗和成果值得我們認(rèn)真研究和借鑒,同時,一些教訓(xùn)也需要關(guān)注。相比乘用車市場,氫燃料電池技術(shù)更適合商用車、船舶和機車等特殊交通領(lǐng)域;而家庭燃料電池系統(tǒng)總成本高,原料供應(yīng)不便,國內(nèi)可考慮更多可行的清潔能源技術(shù)。

國發(fā)能研院、綠能智庫認(rèn)為,日本氫能產(chǎn)業(yè)很多經(jīng)驗和技術(shù)值得我們充分借鑒和學(xué)習(xí),與日本在氫能領(lǐng)域展開多方面合作也非常重要。但我國氫能產(chǎn)業(yè)應(yīng)堅持研究開發(fā)自主可控的核心技術(shù)體系,并結(jié)合國內(nèi)資源稟賦與能源戰(zhàn)略明確氫能國家相關(guān)頂層設(shè)計,加強氫能制、儲、運、加注和利用等多領(lǐng)域的研究利用,找準(zhǔn)符合自身特點的抓手和突破口,推進氫能產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)步的發(fā)展。

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