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韩国、欧洲和日本如何发展氢能

来源:能源情报 | 编辑:能源情报 | 2019年8月6日() | 打印内容 打印内容

其中,氢燃料电池发电技术是氢能发电领域最重要的技术之一,具有发电效率高、体积小、余热可有效利用等优点。氢燃料电池发电是小规模分布式发电,不仅可实现与大型火力发电厂同等水平的发电效率,还不需要大规模投资。

在商业和工业用氢燃料电池发电领域,2017年日本厂商已正式将固体氧化物型氢燃料电池(SOFC)投入市场。到2025年,结合余热利用技术,实现电网平价(是指一种电力技术使其发电成本与现有电力成本持平的能力)。其中,低压发电的设备资本性支出应降至50万日币/千瓦,发电成本应降至25日币/千瓦时;高压发电的设备资本性支出应降至30万日币/千瓦,发电成本应降至17日币/千瓦时。另外,还要提高固体燃料电池的发电效率和耐久性。到2025年,发电效率要超过55%,未来则要超过65%,耐久性则要由目前的9万小时增至2025年的13万小时。

在家用氢燃料电池发电领域,早在2009年日本就已将家用燃料电池装置投入市场,领先世界。截至2019年1月底,已普及27.4万台。到2030年,日本则计划达到530万台。同时,到2020年要将固体高分子型氢燃料电池(PEFC)价格降至80万日币,将固体氧化物型氢燃料电池(SOFC)价格降至100万日币。

第三,工业生产领域:

在工业生产过程中,氢气经常作为副产物生成,这些副产物可以回收后作为原料使用,该方法有望在未来的氢能供应链中成为氢能供应来源。另外,在工业生产过程中利用氢能能够减少二氧化碳排放。因此,未来日本将从供应氢能和利用氢能两大维度出发,研究工业生产使用氢能对二氧化碳减排的重要影响,并对生产过程中不排放二氧化碳的氢能应用及供应潜力开展调查。

(二)氢能供应

目标:加快研发,以技术迎接未来氢能社会。具体为:到2030年,使氢气价格降至30日币/标方,未来应进一步降至20日币/标方,确保其价格不高于传统能源。

当前,氢气制备主要通过两种方式:一是通过煤、天然气等化石能源制氢(如煤气化制氢);二是通过风能、太阳能等可再生能源电力制氢(如水电解制氢)。

在化石能源制氢方面,为到2030年使氢气供给成本降至30日币/标方,基于日本与澳大利亚合作的褐煤制氢项目,日本计划2020—2025年间实现以下基础技术目标:在制造环节,降低褐煤气化的制氢成本,由数百日币/标方降至12日币/标方;在存储和运输环节,提高氢气液化效率,由13.6千瓦时/千克降至6千瓦时/千克,增大液氢罐容积,由数千日币/立方米降至5万日币/立方米;在碳捕集与封存环节,降低二氧化碳分离回收相关技术成本,由4200日币/吨降至2000日币/吨。

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