日本能源观察15：从澳州把液氢运到日本

编者按：

2月26日至3月2日，我到日本东京参加亚洲开发银行的能源专题研讨会，并参观氢能展。回国后，我把在氢能展上收集到的照片和英文日文资料交给宋晨晨博士，请她以知识众筹的方式组织大家编译这些资料。

这一份是宋博士本人编译的资料，编发与大家分享，也欢迎更多学者和企业人士加入到氢能研究活动中来。

氢能社会，是氢被广泛使用的社会，像石油和天然气目前这样广泛的使用。

为了实现这一目标，首先将在资源丰富的国家利用未使用的褐煤生产氢。二氧化碳是这一过程的副产品，将被捕获和封存在地下。产生的氢气将被液化并大规模远距离运输。为了实现这样一个氢能源供应链，世界第一个技术示范试点项目将于2020年实施。这将导致一个氢社会的黎明。

该协会致力于创建一个由有效利用褐煤生产氢、运输、储存和利用无碳氢能源供应链，并在2030年左右实现供应链商业化。

主要承担：  

-褐煤气化技术

-大型液氢远距离输送技术

-液化氢装卸技术

工艺过程：

褐煤-气化-气体精炼-氢陆路运输-

氢液化-液化氢加载-液化氢海上运输-液化氢卸载

澳大利亚有丰富的褐煤资源

Loy Yang煤矿位于拉筹伯山谷，占地约6000公顷。

澳大利亚的褐煤储量足以满足日本几百年的电力需求。

世界上一半的煤炭资源是褐煤，然而，它相对沉重，低热量，因为它的水分含量极高。由于它在与空气接触时有自燃的危险，因此不适合以其原始形式进行远距离运输和储存。因此，它仅限于现场应用。

日本希望能够从这些未使用的资源中大规模生产出廉价且清洁的氢气。

液化/装载设备

通过将氢冷却到-253‘C的低温水平，它从气体转化为液体体积减少1/800。这种体积的减少使运输更加有效以及更多氢的分布。

在海上航运时保持-253摄氏度温度的技术

利用现有LNG海上运输船建造技术和液化氢陆运储运技术，研制了一种新型的低温积压货物围护系统，专门用于船舶运输液化氢。我们的目标是建立一种安全有效运输大量氢气的技术。

航行距离:9000公里

航行时间:76天

液态氢在日本的接收端：

这艘液氢海上运输船经过约9000公里的航行后抵达。装载臂系统将氢从运载器卸载到陆地液化氢储罐中，同时保持-253摄氏度的温度。

这将是日本的第一个氢能接收站。

该协会主要会员：

J-POW公司：利用其在煤炭气化和发电项目中积累的气化专业知识，J-Power参与了从褐煤中生产氢气。

壳牌公司：利用其煤气化和发电项目培养的气化专业知识，参与液化氢的安全运输。

Kawasaki公司：利用其在LNG低温运输的经验和技术，火箭燃料的LNG储存罐和液化氢罐，kawasaki公司设计到液化氢运输和卸载、大型存储设备。

Iwatani公司：日本唯一的液化氢供应商，主要从事液化氢的卸载和大规模储存。

注：何继江老师在日本考察的加氢站即是Iwatani公司的。

日本能源观察14：寻访东京塔下的加氢站

思考：

日本预计在2030年实现这条无碳氢能源供应链商业化：褐煤产氢--氢气化--气体精炼--氢陆路运输--氢液化--液化氢加载--液化氢海上运输--液化氢卸载。这个技术路线对中国很有启发：

1、如果该方案取得成功，是否能够与我们氢化长江的构想相结合，是否可以适用于阿拉伯国家的光伏制氢

2、中国是否可以采用褐煤产氢以外的方法，水电、光伏、风电等可再生能源制氢。

3、该方案中以液化氢的形态进行远距离、长时间运输，是否是最安全、有效的方式，是否有其它更好的方案。

氢能大规模远距离运输对全球能源转型的意义

评论员：何继江

1、日本目前有近92%的能源从国外购买 日本能源观察01：日本的能源情况2017。从澳大利亚等国买煤、从沙特阿拉伯等国买石油，从印度尼西亚等国购买LNG。在温室气体减排目标的约束下，为了降低对这些化石能源的依赖，氢能成为日本能源战略的一个重要选项。

2、从褐煤中制氢必须配套CCS，才能避免温室气体排放，这个方案的技术成熟度还远远不够，成本也很高。我个人认为，在产业链启动的时期，这个方案可以考虑，但规模化之后，应当选择其他更清洁的方案。

3、日本人所策划的这个方案意味着他们对氢能大规模远距离运输相当期待，甚至说很有信心。液氢在海上运输9000公里如果能够实现，对其他相关技术路线的选择将是重要的鼓励。

4、中国的隆基公司正在为沙特阿拉伯筹划solar for solar方案，建设规模巨大的光伏电站，用于海水淡化和发电。当沙特的光伏电费便宜到1美分左右的时候，用光伏电解水制氢显然具有很强的竞争力，氢能在为光伏电站提供灵活性的同时，可以把阿拉伯半岛丰富的太阳能资源变成液氢输出出去，既解决了日本能源供给不足的问题，也大大促进中东国家石油产业向无碳化转型升级。

5、我们课题组正在探讨氢化长江的问题，用上游水电制氢，然后用船运到中下游，把船舶改为氢燃料电池船舶。长江船舶换为无碳氢能，最终实现长江航动零排放。从日本的技术方案来看，船舶运输氢能的规模和距离都能够克服，那长江2800公里的航道应当也不是太大的问题，当然，液氢船如何通过船闸，这还是个问题。

相关分析，详见 何继江课件：氢能技术与长江零排放航运

6、未来长江上游的雅砻江流域、大渡河流域可以建几十吉瓦规模的水风光互补能源互联网系统，大规模制氢，在氢化长江的同时，向日本输出氢能，也是有可能的。

7、河北承德至秦皇岛海港约200公里距离，内蒙古赤峰至葫芦岛海港约300公里的距离，在承德到赤峰的大片区域可以建大规模的风电光伏基地，未来可以考虑用风光电制氢，管道运氢到港口，再通过船运卖给日本。辽宁朝阳距离葫芦岛港口才120公里左右，鞍山距离营口港才100公里左右。这些地区煤炭产业已经衰落，或有可能变成氢能产区。

8、如果光伏风电制氢并且能够大规模远距离输送，全球风电光伏资源丰富的国家和资源匮乏的国家和地区之间可以有效互补，对于全球能源转型将具有非常关键的作用。