日本加速建设氢能源社会

时间:2022-10-03 09:10:28

日本加速建设氢能源社会

自2014年12月丰田正式燃料电池车MIRAI之后,氢能源立刻得到了广泛的关注。为建设氢能源社会,不仅仅汽车行业,政府、社会组织、企业等都展开了广泛的行动。

政策明确建设氢能源社会

2014年4月11日,日本政府在内阁会议上通过了《能源基本计划》。虽然在这一时间点,人们非常关注日本核泄漏的情况,但实际上还有一件事值得关注,那就是日本同时也针对氢能源和燃料电池制定了具体的发展目标。

在这份计划中,政府宣布到2030年包括燃料电池车在内的下一代汽车的比例要达到50%~70%;到2015年要在全国范围内建设100座加氢站;家庭用及企业用的燃料电池数量达到530万台。之后,日本全国25个地方政府响应政策,采取设立氢燃料协议会、制定规划表等行动。紧接着,2014年12月,丰田的世界第一款量产燃料电池车MIRAI上市销售。

我们可以看到,日本政府与企业、机构等联手,致力于实现氢燃料的广泛使用,在这样的势头下,2015年或将成为日本步入氢能源社会的“元年”。

氢气究竟是一种怎样的资源?实现氢能源社会又有什么意义?相信在多数人的概念中,上述问题并没有一个具体的答案。那么,我们便在此了解一下这种资源的特点,看看日本为建设氢能源社会而采取的一系列措施。

认识氢能源

氢气往往通过石油、煤炭、天然气等化石燃料制取,或者从工业的副产物中制取。另外,电解水也可以制取氢气,如果可以使用风力或太阳能等可再生能源来发电的话,制取氢气的副产物只有氧气,不生成任何有害物质。这样一来,氢气就成为了最理想的清洁能源,能为建设低碳社会带来巨大的贡献。

氢气既可以以气体的形式储存在气罐中,也可以采用液化等方式储存。虽然在储存方面不如汽油或天然气方便,但即便是天然资源稀缺的国家也可以制造、储存、运输氢气。氢能源对资源稀缺的岛国日本来说,是一种非常具有魅力的新型能源。

然而,这种能源也存在令人不安的方面,那就是安全性。氢气与其它常见的燃料相比,具有燃烧范围更广、可燃性更强的特征。但其质量小,扩散快,即使着火了,也会在气体扩散之前很快就燃尽。除非在密闭的空间内有大量的氢气泄漏,且存在火种,才会引起氢气爆炸。因此,只要理解氢气的特性并正确地使用,具备完善的安全措施,氢气与其它燃料相比并不具有很大的危险性。

汽车企业积极研发燃料电池车

2014年12月15日,丰田汽车公司的燃料电池车MIRAI在世界上率先发售。燃料电池其实是利用了电解水的逆反应来发电。氢气和空气中的氧气在燃料电池堆内发生反应产生电,然后利用电能来驱动电机。

从用电驱动车辆这一点来看,其实燃料电池车和纯电动车是一样的。但是纯电动车充电需要很长的时间,而燃料电池车加氢只要3分钟。续驶里程方面,一般电动车单次充电只能行驶不到200km,燃料电池车以MIRAI为例,其储氢罐内气压为70MPa,可储存120L的氢气,单次加氢可行驶约700km。目前日本氢气的价格约1000日元/kg,单次加氢约5kg,即5000日元(约合253元人民币)左右。其使用成本相当于一辆混合动力车。

丰田为推动燃料电池车的发展和普及,已公开了约5680项燃料电池专利。世界上许多汽车制造商都正在研发燃料电池车。如本田正在研发FCX Clarity燃料电池车的后继车型,去年11月也公布了FCV氢燃料电池概念车。其主要部件都集中在车辆的发动机罩下,因此能确保其具有与普通车辆相同的行驶感觉和车内空间。近日,本田还宣布,在未来10年计划大规模生产FCV氢燃料电池概念车,截至2020年将实现大规模量产能力。该车将于2016年正式量产并发售。雷诺-日产、戴姆勒和福特三方结为战略合作关系,其首款新型燃料电池车最快将于2017推出。

另一方面,马自达和宝马的研发方向则是以现有的汽油发动机为基础,同时使用汽油和氢气两种燃料。比如马自达曾经推出的马自达Premacy Hydrogen RE Hybrid以及RX-8 Hydrogen RE。宝马曾于2007年以7系为基础制造了Hydrogen 7。

此外,本田于2004年研发了一款燃料电池摩托车;铃木与英国Intelligence Energy公司成立合资公司,并于2010年推出了一款燃料电池踏板摩托车Burgman。

燃料电池车上路测试

为促进燃料电池车的普及,日本正积极地将燃料电池车导入公共交通和物流运输中去,在日本各地的道路上展开了测试。

公共交通方面,山梨县接受日本环境省委托,在国内率先进行燃料电池公共汽车的试运行。所使用的车辆均对原有的柴油发动机进行了改造,已经成功进行了2年2万km的试运行,且没有发生任何重大故障。只不过,氢燃料的成本是柴油、CNG(压缩天然气)的3~4倍,车辆改造的成本也相当高昂,这都是需要解决的问题。丰田市经济产业省也开展了燃料电池车的公路行驶试验,搭载了丰田新燃料电池系统的燃料电池巴士被投放到了丰田市内行驶的公交车中。

在物流运输中,丰田自动织机开发的燃料电池叉车先是在丰田合成的北九州工厂进行试运行。如今,又在物流量更大的关西国际机场国际货物区投入实证实验,实施期间为2015年2月23日~2017年3月底。

日本的燃料电池和储氢罐技术的专利申请量世界第一,燃料电池车和家用燃料电池的应用也处于世界领先地位。但是,在公共基础设施和物流应用方面,包括加氢站的建设、燃料电池叉车的应用,还落后一步。因此,日本今后将在继续发展燃料电池车的同时,快速推进基础设施的建设。

东京氢能源预算花“血本”

而在日本各地推广燃料电池车的行动中,准备最积极的地区当数东京。2020年奥运会和残奥会将在东京举行。因此,东京正在建设更加完善的氢燃料基础设施,以达到可以全面支持赛事期间使用的程度。同时,以主办奥运会为契机,这些建设氢能源社会的举措也将在未来继续保持下去。为此,去年举行的东京战略会议制定了相关战略目标和具体的实施行动。内容包括到2020年实现燃料电池车达到6000辆以上、燃料电池客车达到100辆以上、加氢站35座的目标。

为实现这些目标,东京政府还提出了相应的补充预算。其中,2014年对燃料电池车的购置补贴14亿日元、加氢站的建设及运营补贴21亿日元,加上其它补贴,氢能源方面的补充预算总计达40亿日元(约2亿元人民币)。2015年东京针对氢能源的预算方案总额达到412亿日元(约20.7亿元人民币)。

实现氢能源社会是一项具有重要意义的事业。通过供应全新的氢能源代替原来的化石燃料,不仅可以减少二氧化碳或其它温室气体的排放,减轻环境负担,燃料电池也可作为遇到地震等灾害时的应急电源。氢能源还是一项具有很高经济效的新兴产业,未来可期。

上一篇:“皮大王”管班 下一篇:左手苹果,右手安卓