日本構(gòu)筑“氫能社會”步履維艱

12月12日，歐盟和日本簽署氫能合作諒解備忘錄，旨在刺激創(chuàng)新并開拓國際氫能市場，此舉將為日本的氫進(jìn)口活動帶來助力。與此同時，日本松下集團(tuán)位于京都附近的一個基地正在進(jìn)行100%可再生能源制氫測試，希望為日本氫能自給自足提供借鑒。

一直以來，日本在能源安全方面存在緊迫感，當(dāng)前除了應(yīng)對氣候變化以及俄烏沖突引發(fā)的廣泛能源危機(jī)，日本整體能源戰(zhàn)略目標(biāo)更傾向于創(chuàng)造“氫能社會”，并計(jì)劃到2030年將氫能在能源結(jié)構(gòu)中的占比提升至11%，尤其要強(qiáng)化氫能在汽車、家庭、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

然而，由于日本缺乏部署足夠裝機(jī)容量的風(fēng)能或太陽能所需的自然資源和幅員條件，使得大規(guī)模生產(chǎn)“綠氫”步履維艱，加之從海外進(jìn)口氫氣的長協(xié)成本也日漸走高，氫能戰(zhàn)略推行并不順利。

海外購氫價格愈來愈高

根據(jù)歐盟和日本簽署的諒解備忘錄，雙方將共同致力于可持續(xù)和負(fù)擔(dān)得起的可再生和低碳?xì)涞纳a(chǎn)、貿(mào)易、運(yùn)輸、儲存、分配和使用。鑒于日本正不斷從海外進(jìn)口氫氣，建立全面的國際氫供應(yīng)鏈?zhǔn)窃搰饕繕?biāo)之一。

日本一直從澳大利亞等國進(jìn)口氫氣。12月24日，全球首艘液氫運(yùn)輸船SuisoFrontier從日本正式啟航，前往澳大利亞裝載首批氫氣貨物，預(yù)計(jì)2023年2月下旬返回日本，旨在供該國神戶碼頭液氫發(fā)電站使用。

日本表示，這是全球首次將氫氣液化并遠(yuǎn)距離輸送的商業(yè)化項(xiàng)目之一，也是亞太氫能源供應(yīng)鏈（HESC）試點(diǎn)項(xiàng)目具有里程碑意義的一步。HESC由包括川崎重工、丸紅、住友等多家日澳能源和基礎(chǔ)設(shè)施公司組成的合作體開發(fā)，目標(biāo)是將在澳大利亞生產(chǎn)的氫氣安全高效地運(yùn)輸?shù)饺毡荆詽M足日本的氫能需求。

需要注意的是，日本目前氫采購成本異常昂貴。HESC總耗資約3.53億美元，這似乎并非是一筆能實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)效益雙提升的好買賣。根據(jù)國際氫能委員會和麥肯錫共同研究發(fā)現(xiàn)，到2050年，日本的氫采購成本預(yù)計(jì)將達(dá)到每千克2.85美元，這是美國的2.3倍。

國際可再生能源署預(yù)計(jì)，到2050年國際市場上交易的氫55%將通過管道運(yùn)輸。在此背景下，被海包圍的日本只能通過液化氫運(yùn)輸船或是將氫轉(zhuǎn)換成氨的方式，從中東、東南亞、大洋洲、美洲將在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的氫運(yùn)回日本，海運(yùn)成本的上升使得日本的競爭力進(jìn)一步被削弱。

如果對氫采購的高成本問題置之不理，日本制造業(yè)的競爭力和電費(fèi)支出將會激增。國際可再生能源署指出，日本和韓國是世界上綠氫制造成本最高的國家，如果因成本原因無法做到綠氫的自給自足，只能繼續(xù)依賴海外進(jìn)口。

國內(nèi)制氫成本居高不下

考慮到進(jìn)口氫的昂貴成本，日本一直在加緊推進(jìn)“綠氫”國產(chǎn)化進(jìn)程。松下在京都附近的一個試驗(yàn)場正在使用太陽能電池板、氫燃料電池和特斯拉Megapack儲能電池來生產(chǎn)可再生氫。美國CNBC新聞網(wǎng)指出，用氫的工廠位于日本中部志賀縣草津市，占地52公頃，工廠內(nèi)設(shè)有一個名為H2Kibou的示范性可持續(xù)發(fā)電設(shè)施，于今年4月開始運(yùn)營。

松下智能能源系統(tǒng)事業(yè)部經(jīng)理川村紀(jì)彥介紹稱，這是一個完全由可再生能源驅(qū)動的氫燃料工廠，期待可以將其打造成一個可持續(xù)能源制造商業(yè)模型，為日本能源轉(zhuǎn)型時代提供更多借鑒。

據(jù)悉，H2Kibou包括了一個7.8萬升的氫燃料箱，一個由99個5千瓦氫燃料電池組成的495千瓦氫燃料電池陣列，一個由1820個光伏電池板組成的570千瓦“倒V型”太陽能光伏電池板陣列，一個1.1兆瓦的鋰離子蓄電池組。

“松下?lián)碛腥毡咀畲髿錃鈨Υ婀蓿@有望成為日本最大的氫氣消耗基地。”川村紀(jì)彥表示，“我們估計(jì)每年將消耗120噸氫氣。隨著日本未來生產(chǎn)和進(jìn)口越來越多的氫氣，這將是一種非常適合的工廠。”

然而，松下面臨的最大難題之一就是成本。盡管投資不斷增加，但生產(chǎn)氫氣的成本一直居高不下，這阻礙了對基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)的投資。對發(fā)電廠來說，用氫氣供電的成本要比從電網(wǎng)中購電的成本高出許多，而降低成本的方法唯有依靠政府支持。

顯然，松下的這個試驗(yàn)基地短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化幾乎不可能。對此，川村紀(jì)彥坦言，并不打算擴(kuò)大H2Kibou設(shè)施的規(guī)模，前提是氫氣供電價格可以實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)買電持平，否則并不具有經(jīng)濟(jì)意義。

“氫能社會”構(gòu)想受質(zhì)疑

日本似乎陷入了“制氫貴所以購氫，購氫更貴所以還得自己制氫”的死循環(huán)。

《日本經(jīng)濟(jì)新聞》指出，日本正在面臨制氫成本和購氫價格雙雙高企的挑戰(zhàn)。日本輿論愈發(fā)認(rèn)為，打造“氫能社會”并將氫能作為主力能源似乎并不適合日本，因?yàn)榻刂聊壳叭毡驹跉淠芾妙I(lǐng)域已經(jīng)開始逐漸被其他國家趕超。

日本于2017年制定了國家氫戰(zhàn)略規(guī)劃，力求在所有部門推行采用氫能，打造世界上第一個“氫能社會”。去年10月，日本公布了第六版能源戰(zhàn)略計(jì)劃，其中將氣候變化和脫碳置于首位，并在“綠色增長戰(zhàn)略”下通過了氫和氨的核心目標(biāo)。目標(biāo)是到2030年氫能在能源結(jié)構(gòu)中的占比要達(dá)到11%；尤其強(qiáng)化氫能在汽車、家庭、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。到2030年利用氫和氨所生產(chǎn)出的電能將占日本能源消耗的1%。額外目標(biāo)還包括在燃?xì)獍l(fā)電廠引入30%的氫氣和70%的天然氣共燃以及到2030年建設(shè)純氫氣發(fā)電廠。

目標(biāo)很宏偉，現(xiàn)實(shí)很殘酷。日本作為島國，受地理位置、氣候等多重因素影響，化石燃料貧瘠，加之太陽光照時間短且安裝太陽能和風(fēng)力發(fā)電設(shè)施的空間也不足，能源自給能力十分匱乏。日本自己十分清楚，發(fā)展氫能最需要解決的就是成本問題，該國政府預(yù)計(jì)到2030年將氫價格降至17美分/千瓦時，2050年降至12美分/千瓦時，才能與天然氣發(fā)電競爭。因此，只有找到一條物美價廉的用氫之路，日本才可能讓“氫能社會”的陽光照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。