世界最大的光伏制氢项目在日本福岛建成投运

　　日本氢能战略中的氢源主要有海外供给和国内自主两部分组成。海外以日-文天然气制氢项目以及日-澳褐煤制氢项目为代表，国内以福岛FH2R为代表。随着三个项目的陆续投运，日本将在2020年东京奥运会上全面展示其氢能社会成绩。

 

　　氢是一种可以长时间存储并远距离输运的高品质能源，已经成为燃料电池汽车以及热电联产等多种应用场景的首选燃料。未来的氢气供应系统有望从化石能源转向可再生能源，从而实现全生命周期完全零碳。

 

　　3月7日，日本新能源与产业技术开发组织（NEDO），东芝能源系统与解决方案公司，东北电力公司和岩谷公司举行了福岛氢能研究项目（FH2R）开幕式。FH2R项目自2018年7月在南江（Namie）启动，2020年2月底完成10MW级制氢装置建设并试运营，这是世界上最大的光伏制氢装置。

 

　　日本氢源战略

 

　　日本氢能发展战略中氢源主要有海外供给和国内自主两部分组成，海外以日-文天然气制氢项目以及日-澳褐煤制氢项目为代表，国内以福岛FH2R为代表。

 

　　日本经济产业省于2017年12月发布的《基本氢战略》中涵盖存储和使用电转气（P2G）技术。可再生能源发电的输出波动很大，因此需要与电网协同平衡，以便在建立低成本绿氢生产的同时实现能源的高效利用。同时，该技术还需要根据氢气供需预测来优化系统运行。FH2R项目旨在通过电网优化需求响应，在不使用蓄电池的情况下最大化其利用率并建立低成本的绿氢生产技术。

 

　　3月6日，丰田汽车联合法液空、中部电力、岩谷、三菱化工等10家企业成立了“中部地区氢利用研究组”，以创造氢能市场需求并建立中部地区稳定氢能供应链。研究组主要任务：

 

　　基于海外的大规模氢气进口，对从中部氢气接收终端到中部地区最终用户的氢气需求进行系统研究

 

　　估算整个中部地区（如发电，石油工业和交通运输）对氢的潜在需求

 

　　针对每个行业进行可持续氢气成本研究

 

　　分析技术，财务和法律框架上的瓶颈，以导入氢能社会实施的业务模型

 

　　该组织将与政府紧密合作，尽快将中部地区的研究方式和成果复制到全日本，为实现2030年氢气供应30万吨的中期目标打下基础。

 

　　福岛FH2R项目

 

　　福岛在2011年海啸和核电站爆炸中遭受重创。随后陆续投入27亿美元建设风能和太阳能发电设施，以转型为可再生能源发电枢纽。根据2016年9月制定的《福岛新能源社会计划》，福岛将推动氢能实现广泛应用。

 

　　FH2R项目配备20MW的光伏发电系统以及10MW的电解槽装置，每小时可产生高达1,200 标方的氢气（额定功率运行）。项目占地220,000平米，其中光伏电场占地180,000平米，研发以及制氢设施占地40,000平米。FH2R产生的氢气将为固定式氢燃料电池系统以及燃料电池汽车和公共汽车等提供动力。

 

　　FH2R项目一方面根据下游市场供需预测系统开展生产和存储，同时亦可通过调节氢气生产单元来满足电网控制系统的调节需求。当前测试阶段最重要的挑战是使用氢能管理系统来实现氢的生产和存储以及电网供需动态平衡的最佳组合，从而无需使用蓄电池。为了应对这一挑战，测试将开始确定最佳的运行控制技术，该技术使用各自具有不同运行周期的设备单元将电网需求响应与氢气供求响应相结合。

 

　　FH2R项目距离福岛县、仙台市以及东京市的距离分别为70公里、100公里和250公里。氢气将主要通过长管拖车运送给上述地区的用户。给2020年东京奥运会和残奥会是配套该项目的亮点，但年初爆发的新冠疫情给这一体育盛事能否如期举办蒙上一层阴影。

 

　　FH2R项目中，东芝将牵头整个项目建设，并开发氢能管理系统；东北电力将专注于能源管理系统(EMS)监控、数据采集(SCADA)系统以及与电网相关的事项；岩谷公司将研究氢的需求和供应预测系统，以及氢运输和存储。碱性电解水系统源自朝日Kasei公司先进的氯碱电解技术。