2013年12月10日08:47
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使用氫氣作為燃料的燃料電池車即將在兩年后上市銷售。在汽車企業(yè)競(jìng)相為壓縮車輛價(jià)格而開(kāi)發(fā)技術(shù)的同時(shí)，供氫基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也已經(jīng)展開(kāi)。作為燃燒時(shí)不排放二氧化碳的能源，氫氣要想為構(gòu)建低碳社會(huì)助一臂之力，還必須跨越幾道難關(guān)。
從全球采購(gòu)氫氣，為燃料電池車（FCV）、辦公樓和家庭的燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)設(shè)備，以及火力發(fā)電提供燃料——到2030年代，或許將出現(xiàn)這樣的景象。
氫氣與氧氣混合燃燒只生成水和熱，是不排放二氧化碳的能源。如果用作燃料電池和燃?xì)饣鹆Πl(fā)電的燃料，就能實(shí)現(xiàn)發(fā)電時(shí)不排放二氧化碳，從而促進(jìn)低碳社會(huì)的實(shí)現(xiàn)。
氫氣并非像化石燃料那樣，通過(guò)開(kāi)采即可獲得。現(xiàn)在常見(jiàn)的制造方式，是對(duì)天然氣、石油、煤炭進(jìn)行改質(zhì)。也就是利用催化劑，使化石燃料中含有的烴與高溫高壓的水蒸氣發(fā)生反應(yīng)。在鋼鐵廠、煉油廠制造鋼鐵和汽油的過(guò)程中，煤炭和石油中含有的烴也會(huì)生成氫氣。這叫作副生氫氣。除此之外，向水中通電使水分解也能制造出氫氣。
燃料電池車上市成為出發(fā)點(diǎn)
氫氣如今之所以備受關(guān)注，一個(gè)原因是豐田汽車公司和本田技研工業(yè)公司即將在2015年上市燃料電池車。兩家公司已于11月相繼發(fā)布了試制車。日產(chǎn)汽車公司也計(jì)劃在2017年上市燃料電池車。
在燃料電池車上市之際，石油批發(fā)公司和燃?xì)夤疽矊㈤_(kāi)始在日本國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)100座加氫站。經(jīng)營(yíng)化石燃料的企業(yè)將搖身一變，成為氫氣供應(yīng)者。按照計(jì)劃，到有望實(shí)現(xiàn)全面普及的2020年，加氫站將增加到1000座。伴隨燃料電池車上市的號(hào)角，氫供應(yīng)鏈（供應(yīng)網(wǎng)）的商業(yè)化也將啟動(dòng)。
氫氣成為關(guān)注焦點(diǎn)的另一個(gè)原因是，有些企業(yè)正躍躍欲試，準(zhǔn)備把海外制造的氫氣進(jìn)口到日本。這與石油和燃?xì)夤纠萌毡緡?guó)內(nèi)制造的氫氣開(kāi)展業(yè)務(wù)形成了鮮明對(duì)比。進(jìn)口氫氣的關(guān)鍵在于長(zhǎng)途運(yùn)輸氫氣的技術(shù)，并且還要有能夠以低廉的價(jià)格大量供應(yīng)氫氣的國(guó)家。
裝入普通塑料瓶中的氫氣
“這里面裝的是氫氣”，在千代田化工建設(shè)公司氫鏈?zhǔn)聵I(yè)推進(jìn)單元代理總經(jīng)理、氫事業(yè)推進(jìn)部門負(fù)責(zé)人白崎智彥這樣說(shuō)道。他手中拿著一個(gè)市面上常見(jiàn)的塑料瓶，其中裝著透明的液體。時(shí)間是10月16日清晨，當(dāng)時(shí)，日本自由民主黨議員與政府的課長(zhǎng)級(jí)官員正在召開(kāi)研究會(huì)。
過(guò)去，氫氣無(wú)法在常溫常壓下裝入塑料容器運(yùn)輸。而千代田化工開(kāi)發(fā)的“有機(jī)化學(xué)氫化物法”能夠使氫氣與甲苯發(fā)生反應(yīng)，生成“甲基環(huán)己烷”（MCH）液體。從甲基環(huán)己烷中分離氫氣雖然一直是個(gè)難題，但借助自主開(kāi)發(fā)的催化反應(yīng)技術(shù)，千代田化工取得了成功。
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| 上面的容器中盛裝的是氫氣與甲苯反應(yīng)制成的甲基環(huán)己烷。右側(cè)是千代田化工建設(shè)的貯氫脫氫驗(yàn)證設(shè)備。 |
一般來(lái)說(shuō)，運(yùn)輸氫氣有兩種形式，一是直接在高壓下壓縮氣體的“壓縮氫氣”，二是在零下253℃的極低溫度下液化的“液氫”。壓縮氫氣適合為燃料電池車加氣。相比壓縮氫氣，液氫則具有儲(chǔ)藏、運(yùn)輸效率高的特點(diǎn)。
而甲基環(huán)己烷在常溫常壓下能夠壓縮到原本體積的500分之1。可以沿用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，使用運(yùn)輸化學(xué)原料的“化學(xué)品運(yùn)輸船”和貨運(yùn)列車運(yùn)輸。
千代田化工將首先向產(chǎn)油國(guó)的化學(xué)原料工廠采購(gòu)副生氫氣，在當(dāng)?shù)刂瞥杉谆h(huán)己烷，然后進(jìn)口到日本。該公司將于2015財(cái)年在川崎市沿海的工業(yè)區(qū)建成投產(chǎn)一座利用甲基環(huán)己烷分離氫氣的工廠。利用現(xiàn)有的管線，向該地區(qū)的化學(xué)企業(yè)和石油公司輸送、銷售氫氣。業(yè)務(wù)初期瞄準(zhǔn)的是煉油廠的脫硫工藝，以及化學(xué)產(chǎn)品原料的需求。氫氣的售價(jià)將力爭(zhēng)達(dá)到1立方米330日元。與該公司合作開(kāi)展業(yè)務(wù)的川崎市稱，計(jì)劃1年銷售約7億立方米。
與此同時(shí)，千代田化工還將開(kāi)拓氫氣作為燃料的需求。爭(zhēng)取于2015財(cái)年，使世界上第一座商用化氫氣發(fā)電站在川崎市投入運(yùn)轉(zhuǎn)。將把進(jìn)口的氫氣與化石燃料混合制成燃料。氫氣比例預(yù)計(jì)最大為70％。該公司準(zhǔn)備首先展示成功案例，借此取得發(fā)電公司和社會(huì)對(duì)于氫氣發(fā)電的信賴。白崎信心十足地說(shuō)：“2030年～2050年，如果氫氣發(fā)電能夠占到日本發(fā)電總量的25％，就能在降低成本的同時(shí)減少二氧化碳�！�
川崎重工業(yè)公司也計(jì)劃從2017年開(kāi)始，著手開(kāi)展從澳大利亞進(jìn)口氫氣的業(yè)務(wù)。該公司將全面分析業(yè)務(wù)前景，如商用化有望，就在2030年增加進(jìn)口量。按照估算，能夠進(jìn)口的總量可供1臺(tái)65萬(wàn)千瓦功率的燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合發(fā)電機(jī)，或是約300萬(wàn)輛燃料電池車使用1年。此外，該公司還在考慮從俄羅斯進(jìn)口氫氣。
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| 川崎重工爭(zhēng)取在2030年投入商用化的液氫運(yùn)輸船（左）。將充分利用該公司的液氫儲(chǔ)罐和油罐車技術(shù)（上）。 |
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