在日本政府的普及氫能源計劃中,讓氫能源走進普通家庭值得重點關注。
截至2019年底,日本已有超過26萬戶家庭安裝了氫燃料電池。到2030年,日本政府計劃讓氫燃料電池走進530萬戶家庭,使全國20%的家庭用上氫能源。
目mu前qian,我wo國guo氫qing燃ran料liao電dian池chi在zai家jia庭ting應ying用yong方fang麵mian尚shang處chu於yu起qi步bu階jie段duan,研yan究jiu和he借jie鑒jian日ri本ben在zai推tui廣guang氫qing能neng源yuan家jia庭ting應ying用yong方fang麵mian的de經jing驗yan與yu做zuo法fa,對dui我wo國guo氫qing能neng源yuan發fa展zhan和he家jia庭ting能neng源yuan結jie構gou優you化hua有you著zhe重zhong要yao意yi義yi。
日本推廣氫能源家庭應用的經驗與做法
持續開展家庭氫能技術研發應用。日本發展燃料電池堅持麵向家庭,且持續推進,氫燃料電池技術位居世界前列。
在國家層麵,以向新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)touruzhuanxiangkeyanjingfeiweizhu,shedinghexinjishuyingdadaodexiangyingzhibiao,bingjiangzhibiaojinxingfenjie,duichengdanketiyanjiudedanweidingqijinxingpinggu,yishixianqingnengfazhanmubiao。
研究機構在氫燃料電池領域建立了持續的研發體係,很多大學持續參與氫能研究已達50年,在關鍵技術包括極板、膜電極、電子材料等方麵都有龐大的研發團隊。
在企業層麵,根據氫燃料電池技術狀況、氫來源的便利性以及成本、市場需求等,不斷完善氫燃料電池家庭應用產品,鬆下、東芝、日立等機電一體化企業在十年前已開始了應用端的實證研究,積極占領研發成果製高點。
積極推進家用氫燃料電池成本下降。成本高是阻礙氫燃料電池推廣應用的重要因素,日本通過家用燃料電池熱電聯供(ENE—FARM)計劃,從2005年起開始建設家用燃料電池示範項目,當年安裝使用500套,成本800萬日元/套(約48萬元/套)。
2009年後,在政府補貼政策和鬆下、東芝等廠商大力推廣下,進入商業化應用階段。到2017年,成本降至120—150萬日元/套(約8萬元/套),12年間成本下降80%以上。
日本家用氫燃料電池與氫燃料電池汽車的規模化應用,采用了相同的電極、電解質膜、催化劑等關鍵部件,形成協同效應,帶動了整個產業鏈成本的降低。
2019年3月日本公布的《氫能利用進度表》提出,到2030年,累計推廣家庭燃料電池將達到530萬台,通過使用產品節省能源成本,五年收回設備投資。
出台補助措施促進氫能家庭應用。從2010年開始,日本政府對安裝燃料電池係統的家庭提供140萬日元或製造成本一半的補貼;2015年,鬆下、東芝等企業推出新一代家用燃料電池係統售價降低至150萬日元,政府補貼額度相應降低至50—60萬日元,雖然單台補貼額度逐漸下降,但由於推廣數量逐步增加,2015年日本政府發放的補貼金額仍達222億日元。
此外,家用氫燃料電池屬於分布式熱電聯產項目,日本對此的扶持政策亦適用於燃料電池。在投資補助方麵,補助強度為初期投資的1/3—1/2;在稅收減免方麵,投資稅可返還30%;在優惠氣價方麵,家用熱電聯產係統氣價低於常規氣價;在並網上網方麵,通過《並網技術要求導則》,打破了分布式熱電聯產係統的並網上網瓶頸。
“由點到麵”開展示範應用。2005年日本首個商用家用燃料電池熱電聯產係統示範項目安裝於首相官邸,起到了良好的宣傳、推廣作用。
2005—2009年,日本共建設家用燃料電池示範項目3300台套,並於2009年進行了大規模商業化推廣。
近期,日本借助東京奧運會契機,正大力建設氫能建築示範區,構建了世界上第一個氫能源社區,5632戶住宅全部采用鬆下公司開發的家庭燃料電池ENE—FARM。
此外,鬆下公司計劃2021年在公用部分提供4處(chu)純(chun)氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi),並(bing)在(zai)區(qu)域(yu)內(nei)修(xiu)建(jian)氫(qing)管(guan)線(xian),向(xiang)街(jie)區(qu)和(he)車(che)輛(liang)提(ti)供(gong)氫(qing)。在(zai)推(tui)進(jin)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)小(xiao)型(xing)化(hua)示(shi)範(fan)方(fang)麵(mian),東(dong)京(jing)煤(mei)氣(qi)和(he)京(jing)瓷(ci)公(gong)司(si)共(gong)同(tong)合(he)作(zuo)開(kai)發(fa)的(de)ENE—FARM,體積是以往產品的1/4左右,並計劃借機將此作為普及小型化家用燃料電池的“引爆劑”,擴大其在公寓等領域的占有率。
製定標準規範,促進氫能家庭應用。日本積極參與國際標準製定,圍繞參與製定的《全球氫能和燃料電池技術規範》《聯合國氫能和燃料電池汽車規範》等,形成了完善的標準體係,並在燃料電池研發、小型化氫能應用領域形成了獨具特色的核心技術。
除了官方機構支持外,日本氫能產業還通過成立專項專業協會,比如,燃料電池商業化促進委員會(FCCJ)、氫供給利用技術協會(HySUT)等來促進標準的完善和商業化開展。
另外,為推進氫能家庭應用的實施,日本在既有的電氣事業法、消防法、建築基準法、勞動安全衛生法等法規中,增設了家用燃料電池安裝、施工相關條例或特設條例,以規範工程的實施。
對我國氫能源發展和家庭能源結構優化的啟示
日本製定了氫能源發展戰略,並在推廣氫能家庭應用過程中,逐步有效地解決了技術、成本、政策協調、社會認知、標準體係等方麵出現的問題,給我國氫能源發展帶來四個啟示:
重zhong視shi發fa展zhan氫qing能neng源yuan,促cu進jin能neng源yuan轉zhuan型xing。當dang前qian,我wo國guo家jia庭ting能neng源yuan消xiao費fei量liang逐zhu年nian上shang升sheng,城cheng鎮zhen家jia庭ting能neng源yuan以yi天tian然ran氣qi為wei主zhu,天tian然ran氣qi是shi不bu可ke再zai生sheng的de重zhong要yao化hua工gong原yuan料liao。
為此,建議從兩個方麵入手:一是將發展氫能源作為促進能源轉型、應對氣候變化、gaishanshengtaihuanjinghetigaojuminshenghuozhiliangdezhongyaoneirong,chixutuidongwoguoqingnengyuanfazhanhejiatingnengyuanjiegouyouhua。ershigenjuwoguoguoqingheguojifazhanqushi,shishizhiding《氫能國家戰略》,強化對氫能產業發展的規範和引導,統一規劃氫能利用的國家目標和時間表,明確各階段的發展目標和任務。
加強頂層設計,加快核心技術研發。目前我國還沒有從燃料電池技術的基礎應用、示範推廣、產業應用層麵進行綜合考慮的頂層設計部門,研究機構往往單打獨鬥,缺乏整體配套。
為(wei)此(ci),提(ti)出(chu)以(yi)下(xia)建(jian)議(yi),一(yi)是(shi)加(jia)強(qiang)頂(ding)層(ceng)設(she)計(ji),集(ji)聚(ju)各(ge)方(fang)力(li)量(liang)開(kai)展(zhan)係(xi)統(tong)研(yan)發(fa)。二(er)是(shi)加(jia)大(da)核(he)心(xin)技(ji)術(shu)攻(gong)關(guan),將(jiang)引(yin)進(jin)吸(xi)收(shou)與(yu)自(zi)主(zhu)研(yan)發(fa)並(bing)重(zhong),縮(suo)短(duan)與(yu)先(xian)進(jin)國(guo)家(jia)的(de)差(cha)距(ju)。三(san)是(shi)加(jia)強(qiang)氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)設(she)計(ji),促(cu)進(jin)集(ji)成(cheng)應(ying)用(yong),針(zhen)對(dui)家(jia)庭(ting)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)的(de)基(ji)本(ben)特(te)性(xing),從(cong)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)、智能管理、規劃設計與核心設備等多角度進行集成研發,形成係統的技術創新體係,有效支撐氫燃料電池產業發展。
適度超前布局氫能家庭應用研發,降低應用成本。近兩年來社會資本大量湧入氫能產業,但主要集中在汽車用氫燃料電池方麵。
為此,有兩點建議:一yi是shi鼓gu勵li企qi業ye按an照zhao技ji術shu發fa展zhan階jie段duan和he市shi場chang培pei育yu程cheng度du,適shi度du超chao前qian部bu署shu氫qing能neng家jia庭ting應ying用yong相xiang關guan業ye務wu,根gen據ju氫qing能neng產chan業ye鏈lian上shang下xia遊you關guan係xi,形xing成cheng企qi業ye間jian錯cuo位wei發fa展zhan格ge局ju。二er是shi鼓gu勵li企qi業ye根gen據ju自zi身shen優you勢shi,在zai研yan發fa推tui廣guang汽qi車che用yong氫qing燃ran料liao電dian池chi產chan品pin的de同tong時shi,開kai展zhan氫qing能neng家jia庭ting應ying用yong產chan品pin開kai發fa,形xing成cheng協xie同tong效xiao應ying,不bu斷duan降jiang低di燃ran料liao電dian池chi成cheng本ben。
做zuo好hao政zheng策ce銜xian接jie,適shi時shi開kai展zhan氫qing燃ran料liao電dian池chi家jia庭ting示shi範fan應ying用yong。日ri本ben把ba氫qing能neng家jia庭ting應ying用yong列lie為wei分fen布bu式shi熱re電dian聯lian產chan重zhong要yao內nei容rong,在zai享xiang有you分fen布bu式shi能neng源yuan政zheng策ce優you惠hui的de同tong時shi,又you針zhen對dui燃ran料liao電dian池chi的de安an裝zhuang、並網等特性,出台了相應的政策法規。
為此,我國應從三個方麵著眼:一(yi)是(shi)將(jiang)氫(qing)能(neng)家(jia)庭(ting)應(ying)用(yong)納(na)入(ru)分(fen)布(bu)式(shi)能(neng)源(yuan),享(xiang)受(shou)分(fen)布(bu)式(shi)能(neng)源(yuan)相(xiang)關(guan)稅(shui)收(shou)優(you)惠(hui)及(ji)補(bu)貼(tie)措(cuo)施(shi)。二(er)是(shi)完(wan)善(shan)技(ji)術(shu)標(biao)準(zhun)與(yu)檢(jian)測(ce)體(ti)係(xi),加(jia)快(kuai)氫(qing)能(neng)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)建(jian)設(she)。三(san)是(shi)鼓(gu)勵(li)研(yan)發(fa)機(ji)構(gou)和(he)相(xiang)關(guan)企(qi)業(ye),借(jie)我(wo)國(guo)舉(ju)辦(ban)冬(dong)奧(ao)會(hui)之(zhi)機(ji),在(zai)張(zhang)家(jia)口(kou)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)示(shi)範(fan)區(qu)等(deng)適(shi)時(shi)開(kai)展(zhan)家(jia)庭(ting)、商業建築等方麵的小型氫燃料電池示範應用。
中國城市能源周刊 作者: 崔誌廣 顧成奎
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