日本氫能戰(zhàn)略中的氫源主要有海外供給和國(guó)內(nèi)自主兩部分組成。海外以日-文天然氣制氫項(xiàng)目以及日-澳褐煤制氫項(xiàng)目為代表，國(guó)內(nèi)以福島FH2R為代表。隨著三個(gè)項(xiàng)目的陸續(xù)投運(yùn)，日本將在2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)上全面展示其氫能社會(huì)成績(jī)。
 
氫是一種可以長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)并遠(yuǎn)距離輸運(yùn)的高品質(zhì)能源，已經(jīng)成為燃料電池汽車以及熱電聯(lián)產(chǎn)等多種應(yīng)用場(chǎng)景的首選燃料。未來(lái)的氫氣供應(yīng)系統(tǒng)有望從化石能源轉(zhuǎn)向可再生能源，從而實(shí)現(xiàn)全生命周期完全零碳。
 
3月7日，日本新能源與產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)組織（NEDO），東芝能源系統(tǒng)與解決方案公司，東北電力公司和巖谷公司舉行了福島氫能研究項(xiàng)目（FH2R）開(kāi)幕式。FH2R項(xiàng)目自2018年7月在南江（Namie）啟動(dòng)，2020年2月底完成10MW級(jí)制氫裝置建設(shè)并試運(yùn)營(yíng)，這是世界上最大的光伏制氫裝置。
 
日本氫源戰(zhàn)略
 
日本氫能發(fā)展戰(zhàn)略中氫源主要有海外供給和國(guó)內(nèi)自主兩部分組成，海外以日-文天然氣制氫項(xiàng)目以及日-澳褐煤制氫項(xiàng)目為代表，國(guó)內(nèi)以福島FH2R為代表。
 
日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省于2017年12月發(fā)布的《基本氫戰(zhàn)略》中涵蓋存儲(chǔ)和使用電轉(zhuǎn)氣（P2G）技術(shù)?？稍偕茉窗l(fā)電的輸出波動(dòng)很大，因此需要與電網(wǎng)協(xié)同平衡，以便在建立低成本綠氫生產(chǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。同時(shí)，該技術(shù)還需要根據(jù)氫氣供需預(yù)測(cè)來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行。FH2R項(xiàng)目旨在通過(guò)電網(wǎng)優(yōu)化需求響應(yīng)，在不使用蓄電池的情況下最大化其利用率并建立低成本的綠氫生產(chǎn)技術(shù)。
 
3月6日，豐田汽車聯(lián)合法液空、中部電力、巖谷、三菱化工等10家企業(yè)成立了“中部地區(qū)氫利用研究組”，以創(chuàng)造氫能市場(chǎng)需求并建立中部地區(qū)穩(wěn)定氫能供應(yīng)鏈。研究組主要任務(wù)：
 
基于海外的大規(guī)模氫氣進(jìn)口，對(duì)從中部氫氣接收終端到中部地區(qū)最終用戶的氫氣需求進(jìn)行系統(tǒng)研究
 
估算整個(gè)中部地區(qū)（如發(fā)電，石油工業(yè)和交通運(yùn)輸）對(duì)氫的潛在需求
 
針對(duì)每個(gè)行業(yè)進(jìn)行可持續(xù)氫氣成本研究
 
分析技術(shù)，財(cái)務(wù)和法律框架上的瓶頸，以導(dǎo)入氫能社會(huì)實(shí)施的業(yè)務(wù)模型
 
該組織將與政府緊密合作，盡快將中部地區(qū)的研究方式和成果復(fù)制到全日本，為實(shí)現(xiàn)2030年氫氣供應(yīng)30萬(wàn)噸的中期目標(biāo)打下基礎(chǔ)。
 
福島FH2R項(xiàng)目
 
福島在2011年海嘯和核電站爆炸中遭受重創(chuàng)。隨后陸續(xù)投入27億美元建設(shè)風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施，以轉(zhuǎn)型為可再生能源發(fā)電樞紐。根據(jù)2016年9月制定的《福島新能源社會(huì)計(jì)劃》，福島將推動(dòng)氫能實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。
 
FH2R項(xiàng)目配備20MW的光伏發(fā)電系統(tǒng)以及10MW的電解槽裝置，每小時(shí)可產(chǎn)生高達(dá)1,200 標(biāo)方的氫氣（額定功率運(yùn)行）。項(xiàng)目占地220,000平米，其中光伏電場(chǎng)占地180,000平米，研發(fā)以及制氫設(shè)施占地40,000平米。FH2R產(chǎn)生的氫氣將為固定式氫燃料電池系統(tǒng)以及燃料電池汽車和公共汽車等提供動(dòng)力。
 
FH2R項(xiàng)目一方面根據(jù)下游市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)展生產(chǎn)和存儲(chǔ)，同時(shí)亦可通過(guò)調(diào)節(jié)氫氣生產(chǎn)單元來(lái)滿足電網(wǎng)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)需求。當(dāng)前測(cè)試階段最重要的挑戰(zhàn)是使用氫能管理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)氫的生產(chǎn)和存儲(chǔ)以及電網(wǎng)供需動(dòng)態(tài)平衡的最佳組合，從而無(wú)需使用蓄電池。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，測(cè)試將開(kāi)始確定最佳的運(yùn)行控制技術(shù)，該技術(shù)使用各自具有不同運(yùn)行周期的設(shè)備單元將電網(wǎng)需求響應(yīng)與氫氣供求響應(yīng)相結(jié)合。
 
FH2R項(xiàng)目距離福島縣、仙臺(tái)市以及東京市的距離分別為70公里、100公里和250公里。氫氣將主要通過(guò)長(zhǎng)管拖車運(yùn)送給上述地區(qū)的用戶。給2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)和殘奧會(huì)是配套該項(xiàng)目的亮點(diǎn)，但年初爆發(fā)的新冠疫情給這一體育盛事能否如期舉辦蒙上一層陰影。
 
FH2R項(xiàng)目中，東芝將牽頭整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)，并開(kāi)發(fā)氫能管理系統(tǒng)；東北電力將專注于能源管理系統(tǒng)(EMS)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)以及與電網(wǎng)相關(guān)的事項(xiàng)；巖谷公司將研究氫的需求和供應(yīng)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，以及氫運(yùn)輸和存儲(chǔ)。堿性電解水系統(tǒng)源自朝日Kasei公司先進(jìn)的氯堿電解技術(shù)。