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日中News

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除了Miral,日本氢产业还有哪些值得借鉴?


中日氢能合作协会会长李扩建

 

关于日本提倡的这个氢能社会,今天主要讲以下几方面的内容:一个是氢车,一个是氢家,还有一个氢电。另外还有一些在医疗、卫生、养生、健康方面的应用,还有炼钢方面的一些应用。

    

日本的新能源战略步骤是从1980年开始的。2011年由于地震、海啸造成了原子能发电厂的重大事故,到现在还没有处理完,到现在还是一个很严重的问题。那么这个问题发生以后,就迫使日本不得不重新考虑整个国家的能源战略,原来对于这个原子能给予很大的希望。当时是野党执政,一声令下,把日本的所有的原子能发电厂全部给停掉了。

    

那么日本就不得不去寻找一个更安全的新能源;在安倍第二次上台以后,他有个安倍经济学,其中一个重要内容就是发展氢能。是在2017年日本把国家的能源划的第一能源定位为氢能,逐的、逐步的要去取代化石燃料化石燃料包括前面已经讲过的石油、天然气和煤碳。他上台以后,2013年的国家计划里边提到了(叫日语“水”就是的意思),提到了4次,20146次,2015年12次,2016年达到了66次。从此可见,安倍政权对氢能发展的一个态度,它是非常重视这个事的。

 

是日本的氢能战略的日文原文,我可以看到,这部分是供给,然后是氢的产量,然后是它的成本,都是一些基础的东西。


那么下面一共有三,这三块我就给它翻译成了氢电,这个是氢车,还有一个就是氢家。


那么氢电是一个大规模的、大功率的内燃发电装置。也就是,我们发电现在用的煤、天然气,把它要换成氢气。有氢电这样的一个应用场景,代替燃气进行火力发电,日本在已把它做到了效率准确26%。作日本的国家划,在一年之内,也就是到2020年要达到27%,提高1个百分点。 


另外一个就是说,我们现在很关注,大家比较知道多一些的,我们叫氢车,这一块是一个移动式的氢能利用。当然,对于刚才的大功率来说,这底下这两个都是小功率的东西。氢车的话,这个里面涉及一个加站的问题,加氢站现在日本有100多座,还有轿车、大巴、叉车。


还有一个也是固定式的能利,这个就是在家庭里面,就是一个家庭的能利,日语叫做:“ENE-FARM”ENE就是能源英文的前三个字。现在日本有28万个家庭在用这个设备,将来的话要逐步的把它增加,特别是明年的东京要有奥运会,在这个奥运村里边,或者叫做奥运镇里边,要全面地使用氢能的轿车、大巴还有发电、生活、设施,所有都用这个。

 

  能社会第一大支柱——氢电

 

个燃气和氢气,现在我们百分之百用的都是燃气。那么将来的话百分之百要变成氢气,那它必然要存在一个过渡的过程。也就是说,一开始比如加5%的氢气进去,20%、50%、80%、90%、100%。换句话说,氢气和燃气都是可燃的。那么,让它们一块去烧,一块去进行内燃发电,基本上是这么一个思路。因为这两种气体燃烧的波长不一样,所以说造成了一系列的问题。日本成功的解决了这些问题,现在这个内燃发电装置只有日本有。

    

了大规模的氢能的利用,日本还进行了大规模的氢气的供应链的计划。它和澳大利亚、文莱都是签了20年的合同。澳大利是用褐碳,文莱是工产氢,澳大利是低温液储氢也就是负253度,这个液氢运用到日本。但是,文莱用的是常温的一个技——油,我管它叫油,么一个技行运

    

个氢油是怎么回事?实际上就是在某一个化学物里把氢气给它加进去。具体来说的话,日本用的是甲苯,一个甲苯里边可以加6个氢进去,这样形成了一个化合物。把它放进去以后,这个在应用方再把氢气通过加热把它取出来,但是需要催化剂。然后反复的来使用。


这是位于日本横滨的一个实验装置,中间一刀两断,右边的是加氢的部分,右边就是液化的部分,左边的是重新进行汽化的部分。实验数据做的非常好,它的两头效率合起来达到了99.5%以上。

 

   能社会第二大支柱——氢车

 

个大家可能在报导看得很多,刚才讲到的MIRAI,日语叫做“未来”,就是未来这两个字。


我是山西人,山西是有大量的氢气而没有使用的地方,而日本的氢车是有车没有氢气。那么我作为中国贸促会山西驻日首席代表的话也在想,怎么把它们去捏到一块去。


我们都知道克强总理去年5月份在北海道看到了个车,这个车实际上就是那个“未来”。这个车的性能大家都知道,就不说了,内部构造,价格的话是800万,国家补贴300,实际上500万日元就可以买到,大概是30万人民币。

 

然后这个轮船的动力就用它发的电来做,底下加一个马达,然后需要一个控制设备,那这条船就造出来了。根据这个大学公布的消息,它可以使造船的成本降低到十分之一,这是一种新的造船的方法,实际上这个我们刚才前面已经有专家讲过这件事,是一个非常好的应用场景。

 

是另外一款车,是本田的氢车。


这个是大巴,去年在进博会它来了,今年也来了,型又稍微搞得漂亮了一些。


是一个货车。


还有这个Seven-Eleven的运货车。


还有这个重卡。最近的世界氢能部长会议上,日本发表已经从35吨又加了5吨,现在40吨。这个在哪呢?在美国的丰田,给美国生产。


还有垃圾回收车。


这个是刚才说的叉车,还有电瓶车或者叫手推车,在超市里边推重东西用的。


摩托车、自行车,最后边两轮子,前边两个轮子都有。


还有就是用氢来推动的列车,这个已经是测试了很多年了,但是还没有投入使用。


关于日本的加站大概分布在四个大城市圈和高速公路主要分布在这个位置上,100多个,现在有117个。


有这个单独的加氢站,也有和Seven-Eleven放在一起的加氢站,还有和加油站放在一起的,还有和加气站放在一起的,两种气,天然气和氢气一块加,离得这么近。这也是加气的,还有机场里的。


这是日本利用率最高的一个加氢站,就在东京塔的下面,旁边隔着一堵墙就是一个加油站,这个房子里边可以看到,里边有一台车是可以看的,丰田的展厅,外边有一台车可以试驾。

 

在不管是中国,包括日本、美国到处都是,对氢气的定位,它不是作一个能源来定位的,而是作为高危品,高度危险化学品来定位的。那么也就涉及到很多很多的法律、规章、制度、条例,都限制了它的发展。日本花了5年的时间,把这个凡是有碍于日本能社会发展的法律、制度、章、条例,包括管理制度,进行了彻底的改正,彻底的废除或者改正。

 

具体内容我们可以看一下,这个里边有材料的限制,立地的限,对这个能用这个机器不能用那个机器的设置,就是限制。还有就是距离,刚才说的那两个放到一起,都是在改了以后才能放到一起的。按照现在的现行制度,放到一起是违反有关规定的。另外在运营和各方面的规章制度全部都改了。

 

  能社第三大支柱——氢

 

家的概念,它是用我们现在家里边谁家都有的煤气管道或者天然气管道,把它首先制氢,就是有一台设备,家里边自己制氢。制了氢以后的话,再用氢气来发电。这个原理的话就是在发电的时候,它和烧火做饭可以做一个比,烧火做饭的时候大概有百分之多少的能量转到锅里边的去了呢?内燃机刚才说的百分之三十几,那么做饭的就是百分之十几,连二十可能都没有,大部分的热量都从空气里边跑掉了。但是,燃料电池的发电的效率非常高,为什么非常高呢?它发出来的每个电子,它从空气里边跑不掉,它必须要通过导体或者通过电线来走,那么它一走,每一个电子都要做功,所以它的效率可以达到很高。现在日本可以达到五十几,国家计划要从50%提高到60%。

 

才说了能量转换效率非常高,它可以达到百分之多少?95.5%。为什么会这么高?刚才说的发电效率是50%,它在发电的时候还要产生大量的热量,几百度的高温,那么把这个高温用来把水进行加热。然后,每家有一个非常非常大的暖水瓶,把它保存起来。也就是说,50%的发电效率再加上45%的热能的利用,只有4.5%的余热跑掉了。所以他的效率可以达到非常高,几乎是接近了100%。

    

日本还对这个低碳的氢气供应链做了各方面的一些实际的实验。比如说,举一个例子,第二个是北海道,北海道有很多牛,养了很多牛,用牛每天产生的大便来制氢,这个效果做得非常好。一头牛所产生的氢气可以供一台车来使用。一般的话一个农家有二三百头牛的,如果这个全都利用起来,也是一个很可观的收入。

 

另外日本在最近的氢能部长会议上发表,丰田原来公开的免费使用的专利数从5680个扩大到了23740个,而且使用年限又延长了10年。这是什么意思呢?就刚才张教授也讲了,涉及到全球的地球环境、大气环境的一个这么大的问题,光这个小日本是推不动的,光丰田也是无能为力的。当然他给我们起了一个很好的示范作用。他把所有的有关的专利全部地进行了公开。

 

氢能社会的过去、现在和未来来看,都是很看好的。换句话说,现在我们的汽油车的产业链之外,将来要形成一个新的巨大的产业链,而且是比汽油车的规模更大,应用范围更广的一个产业链。那么在这个新的产业链里边,我们将扮演什么角色,我想可能就是这次会议的重要问题之一。

 

另外简单的提一下。日本在医疗保洁卫生方面其实走在了全世界的最先端。心、肺、脑都停止了的人就叫死人,给这些人呼入氢气,他可以活过来。日本的最早的一篇论文里边说一共有5个人活过来了,有4个人现在活得非常好,有一个人有严重的后遗症,但这和输氢无关。

 

另外日本还有点滴氢气的医院很多,点滴就是血液里边点滴进去,大概也就是6000日元,相当300人民币,有兴趣的可以跟我试一把,就可以返老还童。就是说我们现在都是抗衰老,他这个不叫抗衰老,叫逆衰老。

 

另外的话还有一个,大家都是搞化工的。这个也是在最新的氢能部长会议上边,日本作为一个很重大的成果发表。日本现在真正的在大规模的炼铁,工厂里边已经实现了,这个很简单了,就是原来的那个碳变成了氢气,都是一个还原的反应。

 

内容来源:中日氢能合作协会会长李扩建参加由中国化工信息中心、铜陵市人民政府共同主的2019全国氢能产业与技术发展大会主旨报告

注:本文由李扩建会长报告录音整理,速记未经本人审阅。


【审阅后记】偶然发现此文,审阅完毕。感谢整理录音者,更感谢中国化工信息中心和铜陵市人民政府的有关各位给了我这个宝贵的机会。

相关链接:

风口正起,氢能发展未来已来 原创 周小刊 中国化工信息周刊 2019-11-14
























by li_japan | 2020-05-22 15:52 | 水素エネ | Comments(0)
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