文|一号新能源 深山

在全球发展氢能源的地区中，日本无疑是最值得关注。

特殊的国情使得日本在探索新兴能源发展上表现出了强烈的兴趣，在氢能领域也不例外。

作为“氢能社会”的倡导者，日本积极地将氢能应用推广到生活和工业生产中，计划与电力、热力一样构成国内二次能源的三大支柱。

但氢能也并非凭空而来。作为一个资源禀赋较差的国家，想要实现理想中的“氢能社会”，保持大规模稳定经济的氢气来源显得尤为重要。

近年来，在探索氢气来源领域，日本做了诸多有效的尝试，尤其是如何零碳化地开发氢能源。

01、日本制氢产业现状

日本对氢能产业的关注始于1973年石油危机的爆发，能源短缺的日本急需开发其他能源来满足工业生产和生活需要。

起初，日本的目光聚焦在核能领域，核能产业一度十分兴盛。但2011年福岛核电站的灾难事故让日本打造“以核电为主的低碳能源结构”的目标宣告失败。日本开始寻找比核能更安全、清洁的能源。

于是，氢能作为另一种新兴能源迅速发展，成为日本新一代能源战略的主体。如今，凭借氢能技术的超前发展，日本正力图引领全球氢能体系的技术发展潮流。

但是，新兴能源的发展之路困难重重。根据日本《氢能基本战略》规划，到2030年，日本氢能供应量达30万吨，2050年供应量提升至1000万吨。

如何保证充足的氢能来源，是日本推进氢能社会的关键所在，也是众多看好氢能产业发展的国家的重点关注领域。

目前工业领域的大规模制氢手段主要有三种制氢方式，化石能源制氢、工业副产品制氢和电解水制氢。

根据日本氢能源发展战略，日本计划了两种并行的制氢路线，一种是海外进口廉价氢气，另一种是国内可再生能源制氢。

虽然目前日本国内可再生能源制氢正处于相当红火的上升阶段，但实际上大多数电解水过程中使用的电力仍是普通的工业用电，原料以石油、天然气等化石能源为主。日本两大主要制氢工厂便是采用此种制氢方式。

此外，天然气重整制氢、乙烯制氢、焦炉煤气制氢等也占据了日本氢气制备的很大一部分比例。

但长远来看，这种制氢方式并不能满足清洁能源的发展需求。探索低碳甚至零碳的制氢技术成为了日本的重点发展方向。

02、国内：零碳制氢不是梦

近年来，日本官产学研四方联手，深入开展零碳制氢实践，在福岛县开发了全球最大的可再生能源制氢示范项目。

福岛氢能源研究基地的制氢工厂位于福岛核电站20公里处，是目前全球最大的氢气制造工厂，也是日本第三座大规模制氢工厂。

与前两座采用化石能源为原料进行制氢不同，这座工厂是具有代表意义的“绿氢”工厂。

工厂占地面积22万平方米，其中18万平方米为太阳能发电区域，为制氢提供清洁的电力支持，其余4万平方米是制氢车间，主要采用电解水制氢工艺。

根据设计，这家制氢工厂系统装置具备1万千瓦制氢能力，建成后每小时生产的氢气为2000立方米，年生产能力为900吨，可以满足1万辆氢能源汽车一年的氢能所需，预计在明年6月份东京奥运会开始前夕正式投产。

福岛制氢工厂项目图

参与制氢工厂建造运营的四家企业均是日本顶尖的企业，其中NEDO负责相关技术研究，东芝公司负责制氢设备的开发研究，东北电力公司主要负责太阳能发电部分，而岩谷产业则发挥所长，负责氢能的制造和储运，企业间的分工配合十分明确。

据介绍，福岛这一制氢工厂的模式成功后将有望复制到其他地区，成为日本进入氢能社会的重要保障。

除了福岛之外，位于日本本州岛中部的山梨县也在开发光伏制氢项目，旨在开发P2G（Power to Gas）系统技术构建无碳氢能社会。

主要是利用高峰时期的光伏发电进行电解水制氢，生产氢气，其它时间的优质电能则出售给电网。

但与福岛相比，山梨项目规模较小，更多地出于建立可靠的商业模型的目的，为实现氢能社会提供实践支持。

03、海外：构建国际氢能供应链

尽管风光等制氢原材料取之不尽，但高企的成本和技术难关依然阻碍着日本氢能产业的发展。

为了寻求更快地突破，日本把制氢的目光转向了海外，构建国际氢能供应链。

近年来，除了在国内自建制氢工厂外，日本还先后在澳大利亚、文莱、新西兰等地尝试以不同地渠道拓展氢能来源。

其中，最为知名的是澳大利亚的褐煤制氢项目。2018年，日本川崎重工引领的财团和澳大利亚政府联手，在澳大利亚东南部的维多利亚州打造全球首个褐煤制氢商业试点项目。

据了解，此项目预计总耗资将达到400亿日元（约合24亿人民币），投入使用后每年将生产氢气27万吨。生产的氢气将进行液化，通过船只远距离输送到日本。无论是从氢气的产能还是价格考虑，这都将日本发展氢能产业产生积极影响。

除了与澳大利亚进行褐煤制氢的合作外，日本还与文莱建立了全球首条氢能供应链示范项目。

今年11月27日，文莱“加氢厂”建成揭幕，预计2020年正式运营。据预计，达产后该项目将每年运送210吨氢至日本。

项目通过在文莱建设天然气重整制氢和加氢工厂进行氢气制备，利用日本千代田公司的“SPERA技术”将氢气运输到日本，通过川崎的脱氢厂进行进一步处理。这也是世界首个基于有机液体储氢的全球氢供应链。

SPERA技术示意图

更为重要的是，未来双方还计划利用文莱的风电资源，进行可再生能源电解制氢，实现更加长期、清洁的氢能供应。

此外，日本还与新西兰合作建立年产100吨的地热制氢项目，项目基础设施建设预计明年完成。

利用海外褐煤、副产氢、新能源等进行低成本地生产氢气，再通过液氢储运等尖端技术运输到日本国内，建立国际氢能供应链，成为了日本独有的制氢特色。