編者按：

2月26日至3月2日，我到日本東京參加亞洲開發(fā)銀行的能源專題研討會，并參觀氫能展�；貒�后，我把在氫能展上收集到的照片和英文日文資料交給宋晨晨博士，請她以知識眾籌的方式組織大家編譯這些資料。

這一份是宋博士本人編譯的資料，編發(fā)與大家分享，也歡迎更多學者和企業(yè)人士加入到氫能研究活動中來。

何繼江

從澳州把液氫運到日本

——日本無碳氫能供應鏈技術研究協(xié)會

編譯人：宋晨晨

無碳氫能供應鏈技術研究協(xié)會

氫能社會，是氫被廣泛使用的社會，像石油和天然氣目前這樣廣泛的使用。

為了實現(xiàn)這一目標，首先將在資源豐富的國家利用未使用的褐煤生產(chǎn)氫。二氧化碳是這一過程的副產(chǎn)品，將被捕獲和封存在地下。產(chǎn)生的氫氣將被液化并大規(guī)模遠距離運輸。為了實現(xiàn)這樣一個氫能源供應鏈，世界第一個技術示范試點項目將于2020年實施。這將導致一個氫社會的黎明。

該協(xié)會致力于創(chuàng)建一個由有效利用褐煤生產(chǎn)氫、運輸、儲存和利用無碳氫能源供應鏈，并在2030年左右實現(xiàn)供應鏈商業(yè)化。

在氫能供應鏈試點項目中，無碳氫能供應鏈技術研究協(xié)會

主要承擔：

－褐煤氣化技術

－大型液氫遠距離輸送技術

－液化氫裝卸技術

工藝過程：

褐煤－氣化－氣體精煉－氫陸路運輸－

氫液化－液化氫加載－液化氫海上運輸－液化氫卸載

澳大利亞有豐富的褐煤資源

Loy Yang煤礦位于拉籌伯山谷，占地約6000公頃。

澳大利亞的褐煤儲量足以滿足日本幾百年的電力需求。

世界上一半的煤炭資源是褐煤，然而，它相對沉重，低熱量，因為它的水分含量極高。由于它在與空氣接觸時有自燃的危險，因此不適合以其原始形式進行遠距離運輸和儲存。因此，它僅限于現(xiàn)場應用。

日本希望能夠從這些未使用的資源中大規(guī)模生產(chǎn)出廉價且清潔的氫氣。

液化／裝載設備

通過將氫冷卻到－253‘C的低溫水平，它從氣體轉化為液體體積減少1／800。這種體積的減少使運輸更加有效以及更多氫的分布。

在海上航運時保持－253攝氏度溫度的技術

利用現(xiàn)有LNG海上運輸船建造技術和液化氫陸運儲運技術，研制了一種新型的低溫積壓貨物圍護系統(tǒng)，專門用于船舶運輸液化氫。我們的目標是建立一種安全有效運輸大量氫氣的技術。

航行距離：9000公里

航行時間：76天

液態(tài)氫在日本的接收端：

這艘液氫海上運輸船經(jīng)過約9000公里的航行后抵達。裝載臂系統(tǒng)將氫從運載器卸載到陸地液化氫儲罐中，同時保持－253攝氏度的溫度。

這將是日本的第一個氫能接收站。

該協(xié)會主要會員：

J－POW公司：利用其在煤炭氣化和發(fā)電項目中積累的氣化專業(yè)知識，J－Power參與了從褐煤中生產(chǎn)氫氣。

殼牌公司：利用其煤氣化和發(fā)電項目培養(yǎng)的氣化專業(yè)知識，參與液化氫的安全運輸。

Kawasaki公司：利用其在LNG低溫運輸?shù)慕?jīng)驗和技術，火箭燃料的LNG儲存罐和液化氫罐，kawasaki公司設計到液化氫運輸和卸載、大型存儲設備。

Iwatani公司：日本唯一的液化氫供應商，主要從事液化氫的卸載和大規(guī)模儲存。

注：何繼江老師在日本考察的加氫站即是Iwatani公司的。

日本能源觀察14：尋訪東京塔下的加氫站

思考：

日本預計在2030年實現(xiàn)這條無碳氫能源供應鏈商業(yè)化：褐煤產(chǎn)氫－－氫氣化－－氣體精煉－－氫陸路運輸－－氫液化－－液化氫加載－－液化氫海上運輸－－液化氫卸載。這個技術路線對中國很有啟發(fā)：

1、如果該方案取得成功，是否能夠與我們氫化長江的構想相結合，是否可以適用于阿拉伯國家的光伏制氫

2、中國是否可以采用褐煤產(chǎn)氫以外的方法，水電、光伏、風電等可再生能源制氫。

3、該方案中以液化氫的形態(tài)進行遠距離、長時間運輸，是否是最安全、有效的方式，是否有其它更好的方案。

氫能大規(guī)模遠距離運輸對全球能源轉型的意義

評論員：何繼江

1、日本目前有近92％的能源從國外購買 日本能源觀察01：日本的能源情況2017。從澳大利亞等國買煤、從沙特阿拉伯等國買石油，從印度尼西亞等國購買LNG。在溫室氣體減排目標的約束下，為了降低對這些化石能源的依賴，氫能成為日本能源戰(zhàn)略的一個重要選項。

2、從褐煤中制氫必須配套CCS，才能避免溫室氣體排放，這個方案的技術成熟度還遠遠不夠，成本也很高。我個人認為，在產(chǎn)業(yè)鏈啟動的時期，這個方案可以考慮，但規(guī)�；�之后，應當選擇其他更清潔的方案。

3、日本人所策劃的這個方案意味著他們對氫能大規(guī)模遠距離運輸相當期待，甚至說很有信心。液氫在海上運輸9000公里如果能夠實現(xiàn)，對其他相關技術路線的選擇將是重要的鼓勵。

4、中國的隆基公司正在為沙特阿拉伯籌劃solar for solar方案，建設規(guī)模巨大的光伏電站，用于海水淡化和發(fā)電。當沙特的光伏電費便宜到1美分左右的時候，用光伏電解水制氫顯然具有很強的競爭力，氫能在為光伏電站提供靈活性的同時，可以把阿拉伯半島豐富的太陽能資源變成液氫輸出出去，既解決了日本能源供給不足的問題，也大大促進中東國家石油產(chǎn)業(yè)向無碳化轉型升級。

5、我們課題組正在探討氫化長江的問題，用上游水電制氫，然后用船運到中下游，把船舶改為氫燃料電池船舶。長江船舶換為無碳氫能，最終實現(xiàn)長江航動零排放。從日本的技術方案來看，船舶運輸氫能的規(guī)模和距離都能夠克服，那長江2800公里的航道應當也不是太大的問題，當然，液氫船如何通過船閘，這還是個問題。

相關分析，詳見 何繼江課件：氫能技術與長江零排放航運

6、未來長江上游的雅礱江流域、大渡河流域可以建幾十吉瓦規(guī)模的水風光互補能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，大規(guī)模制氫，在氫化長江的同時，向日本輸出氫能，也是有可能的。

7、河北承德至秦皇島海港約200公里距離，內(nèi)蒙古赤峰至葫蘆島海港約300公里的距離，在承德到赤峰的大片區(qū)域可以建大規(guī)模的風電光伏基地，未來可以考慮用風光電制氫，管道運氫到港口，再通過船運賣給日本。遼寧朝陽距離葫蘆島港口才120公里左右，鞍山距離營口港才100公里左右。這些地區(qū)煤炭產(chǎn)業(yè)已經(jīng)衰落，或有可能變成氫能產(chǎn)區(qū)。

7、如果光伏風電制氫并且能夠大規(guī)模遠距離輸送，全球風電光伏資源豐富的國家和資源匱乏的國家和地區(qū)之間可以有效互補，對于全球能源轉型將具有非常關鍵的作用。

歡迎各界學者和企業(yè)與我們共同探討這些可能性，大膽假設，小心求證，共同推動中國和日本能源轉型，為全球應對氣候變化做出貢獻，使中國“成為全球生態(tài)文明建設的重要參與者、貢獻者、引領者”。

2019年3月14日下午于清華大學荷清大廈辦公室