据普氏能源资讯消息,市场人士表示,2021年日本将进入氢能发展的新时期,因为日本将从澳大利亚购买液态氢,这是氢能商业化的关键步骤。9000公里的长距离液态氢运输正值日本以前所未有的势头发展氢能作为主要的能源来源之际,2020年10月26日,日本首相菅义伟宣布,到2050年实现碳中和。
日本经济产业省氢和燃料电池战略办公室主任白井俊之表示,“这是未来创建国际氢供应链的重要里程碑”。其还在日本氢协会最近一次启动会上表示,“我们希望看到各领域进一步利用氢能的积极举措”。日本氢协会旨在开发氢供应链,促进氢作为潜在新能源的更多利用。
新的氢运输途径即将打通
液态氢运输项目是在日本国家新能源和产业技术开发组织的帮助下进行的。2018年4月,澳大利亚电力生产商AGL能源公司和日本川崎重工宣布,在澳大利亚维多利亚州拉特罗贝河谷建煤气化示范厂,该项目2020年开始运行,测试将褐煤转化为氢的可行性,然后将其液化运往日本。项目总成本为4.96亿美元,其中一半用于维多利亚州的项目,另一半用于日本的基础设施建设和航运,2020年中期完成初步示范,2030年实现商业化运作。目前,澳大利亚褐煤制氢价格可以达到29.8日元(约合1.86元人民币)/标准立方米。虽然成本很低,但由于煤气化制氢与燃煤发电一样有污染,未来该项目的最终方案是与碳捕集与存储(CCS)技术相结合,实现零碳排放的氢能生产。
此次液态氢将由Suiso Frontier油轮运输,这是世界上第一艘载货能力为1250立方米的液态氢运输船,其首次运输液态氢的具体时间尚不清楚。日本内阁2020年12月21日通过了2021~2022财年的预算草案,包括日本经济产业省提出的47.5亿日元预算资金用于在澳大利亚和日本之间运输液态氢,这意味着运输液态氢可能发生在下一财年。
2020年5月,日本先进氢能产业链技术发展协会(AHEAD)首创从文莱到日本的国际氢运输项目启动。2017年7月,在新能源与产业技术开发组织的支持下,4家日本基础设施和贸易公司千代、三井、三菱和裕森成立了AHEAD。他们与文莱达成协议,利用文莱天然气液化厂的副产品通过蒸汽重整生产氢气,然后利用千代开发的Spera氢技术将甲苯加氢生成液态甲基环己烷(MCH),便于在标准温度和压力下储存和运输,运到日本后脱氢分解成原来的甲苯和氢。氢气将作为燃料用于另一个热电厂示范项目,而甲苯则返回文莱重复加氢和运输的循环。该试点项目投资1亿美元,主要是探索氢运输商业化的可行性。
2020年10月,日本首次从沙特进口蓝氨用于发电,在此过程中捕集的30吨二氧化碳用于沙特基础工业公司旗下Ibn-Sina工厂的甲醇生产,另外捕集的20吨二氧化碳用于沙特阿美的Uthmaniyah油田提高原油采收率。氨是由3份氢和1份氮组成的化合物,按重量计算含有18%的氢,已是一种在全球广泛交易的化学物质,在火电厂燃烧时不排放二氧化碳。
氢能黄金时代
根据2017年制定的“基本氢能战略”,日本的目标是2030年前完成氢供应链的开发和商业化。2017年12月26日,日本公布“基本氢能战略”,意在创造一个“氢能社会”。该战略的目的是降低氢与其他燃料的成本,建设加氢站,替代燃油汽车,以及燃气和煤炭发电,发展家庭热电联供燃料电池系统。鉴于日本的资源状况,日本政府还将重点推进可大量生产、运输氢的全球性供应链建设。“基本氢能战略”还设定了2020年、2030年、2050年及以后的具体发展目标。
国际能源署(IEA)前署长田中伸男表示,日本已开发3种进口氢的方式,并对每种方式进行测试,而液态氢运输将是日本将氢从国外运输到国内的第三种途径,该国正进入氢经济的新阶段。2021年将是日本氢能黄金时代的元年,其可以发展自己的氢供应链,未来利用液化天然气(LNG)生产氢”。
成本问题是关键
日本能源经济研究所高级经济学家小林良和表示,虽然日本将从澳大利亚运输液态氢,有助于日本氢供应链的发展,但降低成本是目前氢生产和供应选择面临的共同问题。
根据日本“基本氢能战略”,到2030年的目标是每年采购30万吨氢,相当于1吉瓦的发电能力,并在2030年将氢成本降至30日元/标准立方米。
日本经济产业省2020年12月21日估计,基于目前的技术,日本的氢采购成本约为170日元/标准立方米,计划到2050年逐步降至20日元/标准立方米。日本经济产业省还表示,日本目前100%的氢能发电成本为97.3日元/千瓦时,10%的氢和90%再气化LNG混合发电成本为20.9日元/千瓦时。
2020年12月18日,普氏能源资讯评估了日本当前3种氢生产途径的价格(包括资本支出),其中碱性电解氢的价格为14.02美元/千克、质子交换膜电解氢的价格为16.26美元/千克、甲烷水蒸气重整制氢的价格为3.79美元/千克。
澳大利亚独立油气、能源及替代燃料咨询公司普洛托斯首席顾问特塞梅里斯表示,“鉴于2035年前日本LNG和煤炭的长约定价,在可预见的未来,日本无论进口什么颜色的氢(灰氢、蓝氢或绿氢)用于发电,成本都将高于燃气和燃煤发电成本”。