首先，分析氫對(duì)于擴(kuò)大可再生能源電力引入的重要性。在日本《第6次能源基本計(jì)劃》（方案）中提出擴(kuò)大可再生能源的利用，無(wú)論是從維持穩(wěn)定電力系統(tǒng)的廣域能源系統(tǒng)的觀點(diǎn)，還是從地產(chǎn)地銷(xiāo)型地區(qū)能源系統(tǒng)的觀點(diǎn)來(lái)看，都明確了“必須利用氫能”。

此外，為了將氫投入實(shí)際應(yīng)用，總結(jié)了從何處著手的線索。并且，為實(shí)現(xiàn)以移動(dòng)出行為中心的氫能社會(huì)，對(duì)氫實(shí)際應(yīng)用規(guī)模進(jìn)行了量化。

同時(shí)，對(duì)固定式燃料電池（FC）的普及規(guī)模進(jìn)行了量化。例如，加入了RE100（100%可再生能源，目標(biāo)是截至到2050年，推動(dòng)企業(yè)的商業(yè)活動(dòng)中100%使用可再生能源）倡議的企業(yè)必須采取各自的對(duì)策。這些企業(yè)采納了由千代田化工建設(shè)和松下合作提出的氫供給與利用一體化的解決方案，作為可立即使用的、切實(shí)可行的制造業(yè)用脫碳化方案。

位于區(qū)域的RE100工廠有可能為來(lái)自可再生能源的無(wú)碳?xì)淅弥该鞯缆?。工廠產(chǎn)品的用戶(hù)也積極致力于可再生能源利用。例如，以美國(guó)蘋(píng)果公司為代表，一些全球企業(yè)要求自家公司，甚至供應(yīng)商100%使用可再生能源。制造業(yè)目前的狀況是，要想達(dá)成交易，必須100%可再生能源。一般，在工廠內(nèi)，大大小小的物流卡車(chē)、裝卸機(jī)械等集中運(yùn)行，RE100企業(yè)及其供應(yīng)鏈的相關(guān)工廠很有可能先行引入“固定式FC+FC交通工具”。

氫的社會(huì)實(shí)際應(yīng)用從這樣的“點(diǎn)”開(kāi)始，然后形成“線”、“面”，最后擴(kuò)展到全社會(huì)。在日本，重視“用戶(hù)側(cè)”的社會(huì)實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目相繼啟動(dòng)，進(jìn)展迅速。歐洲、美國(guó)、澳大利亞、中國(guó)、韓國(guó)也相繼啟動(dòng)以社會(huì)實(shí)際應(yīng)用為目標(biāo)的氫能項(xiàng)目。

為提高經(jīng)濟(jì)效益，集中氫需求

為了高效擴(kuò)大FC交通工具的引入，提倡以區(qū)域內(nèi)的氫供應(yīng)基地為中心進(jìn)行選擇和集中引入，而不是一齊在全國(guó)范圍內(nèi)廣泛引入。根據(jù)日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省資源能源廳的《關(guān)于FCV/加氫站項(xiàng)目的現(xiàn)狀（2021年3月）》，2019年，平均每座加氫站的供給量為4t/年。但是，假定加氫站的供給能力為300Nm³/h，以“營(yíng)業(yè)時(shí)間12小時(shí)×運(yùn)轉(zhuǎn)率70%”來(lái)計(jì)算，則每座加氫站的氫供給能力為79t/年。為了提高加氫站的經(jīng)濟(jì)效益，需要集中氫需求（來(lái)源:日本環(huán)境技研）。

在日本，以需求側(cè)為重點(diǎn)的社會(huì)實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目相繼啟動(dòng)。本文中通過(guò)選取20個(gè)這樣的項(xiàng)目，根據(jù)可再生能源的利用程度、及氫生產(chǎn)與利用的分散性（集中型~個(gè)別分布型）進(jìn)行了整理。

在歐洲，歐盟（EU）主導(dǎo)推進(jìn)脫碳戰(zhàn)略的制定和氫能項(xiàng)目。歐盟重視P2G（Power to Gas）項(xiàng)目，即利用可再生能源制取無(wú)碳綠氫。在卡車(chē)、船舶等大型交通工具領(lǐng)域、鋼鐵、化學(xué)產(chǎn)業(yè)等CO₂排放量大的產(chǎn)業(yè)中，氫的利用動(dòng)向?qū)⒏踊钴S，逐步替換成綠氫以推進(jìn)脫碳化。美國(guó)重返《巴黎協(xié)定》，致力于降低綠氫成本，并擴(kuò)展其應(yīng)用。美國(guó)能源部（DOE）于2021年6月啟動(dòng)了清潔能源引入項(xiàng)目“Energy Earthshots Initiative”。該項(xiàng)目的目標(biāo)是，在10年內(nèi)將綠氫的成本降低80%，達(dá)到1美元/kg。

另一方面，澳大利亞和中東產(chǎn)油國(guó)將綠氫打造為出口產(chǎn)業(yè)。澳大利亞的“國(guó)家氫能戰(zhàn)略”分兩個(gè)階段進(jìn)行，在2025年之前進(jìn)行實(shí)證試驗(yàn)，在2025年后創(chuàng)造大規(guī)模市場(chǎng)。關(guān)于出口目的地，澳大利亞對(duì)日本寄予厚望。關(guān)于中東產(chǎn)油國(guó)，例如，阿曼在2021年5月發(fā)布了大規(guī)模制造可再生能源和綠氫的計(jì)劃，計(jì)劃建設(shè)25GW的太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電，每年制造數(shù)百萬(wàn)噸的綠氫。沙特阿拉伯也計(jì)劃將生產(chǎn)綠氫的大型項(xiàng)目作為在紅海沿岸建設(shè)的大規(guī)模智慧城市項(xiàng)目“NEOM”的一環(huán)。

中國(guó)計(jì)劃以商用車(chē)為中心擴(kuò)大燃料電池車(chē)（FCEV）的普及。取消此前對(duì)購(gòu)買(mǎi)FCEV的補(bǔ)貼，轉(zhuǎn)而對(duì)推廣氫能和燃料電池的示范城市進(jìn)行補(bǔ)貼。為避免FCEV項(xiàng)目在中國(guó)各地?zé)o計(jì)劃地增加，計(jì)劃向氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)聚集。

韓國(guó)也在積極發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)。韓國(guó)政府的目標(biāo)是，到2040年實(shí)現(xiàn)氫能汽車(chē)和燃料電池車(chē)的全球最大份額，利用氫能每年增加43兆韓元（約2227億元）的經(jīng)濟(jì)效益，并創(chuàng)造42萬(wàn)個(gè)新工作崗位。

歐洲的氫能項(xiàng)目綱要

歐盟和各國(guó)政府發(fā)放補(bǔ)助金，驗(yàn)證部門(mén)耦合，致力于制定碳中和與低碳化政策，振興經(jīng)濟(jì)，擴(kuò)大就業(yè)。企業(yè)將通過(guò)降低成本和提高附加價(jià)值來(lái)開(kāi)發(fā)商業(yè)模式。

日本在擴(kuò)大燃料電池開(kāi)發(fā)的同時(shí)，也著力于加快開(kāi)發(fā)進(jìn)程，總結(jié)出以日本推進(jìn)的“PEFC（固體高分子燃料電池）評(píng)價(jià)與分析平臺(tái)”為核心的三大政策：“強(qiáng)化基礎(chǔ)技術(shù)的研發(fā)”；“多元化發(fā)展與強(qiáng)化供給能力”；“挖掘與FC廠商等進(jìn)一步合作的可能性”。另一方面，對(duì)引領(lǐng)世界燃料電池開(kāi)發(fā)的主要項(xiàng)目和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了介紹，并總結(jié)了各國(guó)的燃料電池在海陸空領(lǐng)域的多元化發(fā)展。

歐洲在歐洲燃料電池和氫能聯(lián)合組織的第2階段（FCH2JU）的研發(fā)項(xiàng)目中，正在推進(jìn)燃料電池的研發(fā)和實(shí)證項(xiàng)目。目前，正在根據(jù)“材料評(píng)價(jià)+建模驗(yàn)證”研討以大規(guī)模生產(chǎn)為目標(biāo)的部件和電堆的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。該技術(shù)不僅面向車(chē)載，還面向鐵路、船舶、飛機(jī)等多種用途。

美國(guó)也在有戰(zhàn)略性地開(kāi)展R&D（科學(xué)研究與試驗(yàn)發(fā)展）。關(guān)于車(chē)載PEFC，主要課題是降低鉑的使用量，目前正在推進(jìn)核殼催化劑和非鉑催化劑的開(kāi)發(fā)。

中國(guó)宣布將加速研發(fā)燃料電池，推進(jìn)基礎(chǔ)研究（FC主要材料與部件的研發(fā)）、應(yīng)用技術(shù)研究（提升電堆的性能、提高FC系統(tǒng)的輸出功率與耐久化、開(kāi)發(fā)車(chē)輛統(tǒng)一系統(tǒng)平臺(tái)）。

韓國(guó)也正在以燃料電池部件的國(guó)產(chǎn)化和大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)為中心加快研發(fā)事業(yè)，目標(biāo)是在2025年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)10萬(wàn)臺(tái)FCEV，價(jià)格降為現(xiàn)在的約一半（3000萬(wàn)韓元，約15.53萬(wàn)元）。

日本以外主要國(guó)家的代表研究機(jī)構(gòu)

歐洲有很多機(jī)構(gòu)在進(jìn)行廣泛的研究，包括材料研究、電堆與系統(tǒng)評(píng)價(jià)、以及相關(guān)測(cè)量與建模等。在美國(guó)，DOE下屬的多個(gè)國(guó)立研究機(jī)構(gòu)主導(dǎo)燃料電池的研發(fā)。在中國(guó)，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的研究歷史悠久。

未完待續(xù)！

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翻譯：肖永紅

審校：賈陸葉

李   涵

統(tǒng)稿：李淑珊

●分布式氫能源系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

●日本川崎重工制氫技術(shù)的開(kāi)發(fā)

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