编者按：氢能是碳中和背景下我国能源转型的重点方向之一，当前吸引了越来越多国家的目光。日本是氢能发展起步较早的国家之一，本文介绍了日本发展氢能的最新动态和面临的实际问题，希望能为业内人士提供新的思路。
据外媒报道，2021年日本将进入氢能发展的新时代，因为日本将开始从澳大利亚运输液态氢回国，这是氢这种潜在新能源商业化过程的关键一步。2020年10月26日，日本首相菅义伟宣布该国的目标是到2050年实现碳中和。
日本经济产业省(meti)高级能源系统部门及氢和燃料电池战略办公室主任白井俊之(toshiyuki shirai在日本氢协会(jh2a)最近的一次启动会上表示:“我们希望看到在各个领域进一步利用氢能的积极举措。”该协会旨在开发氢供应链，促进氢能作为一种潜在的新能源的更大利用。
新的氢运输途径即将打通
液态氢的运输属于日本无二氧化碳氢能源供应链技术研究协会(hystra)试点项目的一部分。2018年4月，澳大利亚电力生产商agl能源公司和川崎重工业公司宣布在澳大利亚维多利亚州拉特罗贝河谷建造一座煤气化示范厂，以测试将褐煤转化为氢的可行性，然后将其液化运往日本。该项目总成本为4.96亿美元，其中一半用于维多利亚的试点，另一半将用于日本的基础设施建设和航运。目标是在2020年中期完成初步示范，2030年实现商业化运作。
目前澳大利亚褐煤制氢的价格约为29.8日元/标准立方米(约27美分/标准立方米)。尽管成本很低，但由于煤气化制氢与直接燃煤发电一样具有污染性，未来该项目的最终方案是与碳捕集存储（ccs）技术相结合，实现零碳排放的氢能生产。
此次液态氢将由suiso frontier油轮运输，这是世界上第一艘载货能力为1250立方米的液态氢运输船，但其首次运输液态氢的确切时间尚不清楚。日本首相菅义伟内阁在2020年12月21日通过了2021—2022财年的预算草案,包括日本经济产业省提出的47.5亿日元(合4588万美元)预算资金用于在澳大利亚和日本之间运输液态氢，这意味着运输液态氢可能发生在下一财政年度。
2020年5月,日本先进氢能源产业链技术发展协会（ahead）首创的从文莱到日本的国际氢运输项目开始启动。早在2017年7月，四家主要的日本基础设施和贸易公司千代公司、三井公司、三菱公司和日本裕森公司在新能源与产业技术开发组织(nedo)的支持下，成立了ahead。他们与文莱达成协议，利用文莱天然气液化厂的副产品通过蒸汽重整进行氢气生产。生产出来的氢气利用千代田开发的spera氢技术，将甲苯加氢生成液态甲基环己烷(mch)，便于在标准温度和压力下储存和运输。运到日本以后，再进行脱氢，分解成原来的甲苯和氢。氢气将作为燃料用于另一个热电厂示范项目，而甲苯则返回文莱，重复加氢和运输的循环。该试点项目投资1亿美元，主要是探索氢运输未来商业化运行的可行性。
2020年10月，日本从沙特首次进口蓝色氨用于发电，在此过程中捕获的30吨二氧化碳用于沙比克旗下的ibn-sina工厂的甲醇生产，另外捕获的20吨二氧化碳用于沙特阿美的uthmaniyah油田提高原油采收率。
进入氢能黄金年代
液态氢运输将是日本将氢从国外运输回国内的第三种途径，根据2017年制定的“基本氢能战略”，日本的目标是到2030年前完成氢供应链的开发和商业化。2017年12月26日，日本公布了“基本氢能战略”，意在创造一个“氢能社会”。该战略的主要目的是实现氢能与其他燃料的成本平价，建设加氢站，替代燃油汽车(包括卡车和叉车)及天然气、煤炭发电，发展家庭热电联供燃料电池系统。鉴于日本的资源状况，日本政府还将重点推进可大量生产、运输氢的全球性供应链建设。“基本氢能战略”还设定了2020、2030、2050及以后的具体发展目标。
国际能源署(iea)前总干事田中伸男(nobuo tanaka)表示，日本已经开发了三种进口氢的方式，并对每种方式进行了测试，该国正在进入氢经济的新阶段。田中伸男表示：“2021年将是日本氢能源黄金年代的元年。重要的是，日本应该寻求扩大蓝色和绿色氢的两种选择。日本可以发展自己的氢供应链，未来利用液化天然气项目中的上游天然气生产氢。”
根据iea的数据，蓝色氢是指用化石燃料制氢，并通过使用碳捕集、利用和储存(ccus)来减少二氧化碳排放；绿色氢是指用可再生电力制氢；灰色氢是指用天然气来生产氢气。
成本问题是关键
日本能源经济研究所(institute of energy economics)高级经济学家小林良和表示，虽然日本预计开始从澳大利亚运输液态氢，这将有助于扩大日本氢供应链的发展，但降低成本是目前各种氢生产和供应选择面临的共同问题。
根据日本“基本氢能战略”，日本2030年目标是每年采购30万吨氢，相当于1吉瓦的发电能力，并在2030年左右将氢的成本降低到30日元/标准立方米。
据日本经济产业省12月21日发布的最新估计，基于目前的技术，日本当前的氢采购成本约为170日元/标准立方米，计划到2050年逐步降低至20日元/标准立方米。
日本经济产业省还指出，日本目前100%的氢发电成本估计为97.3日元/千瓦时，10%的氢和90%再气化液化天然气混合发电成本估计为20.9日元/kw·h。
2020年12月18日，普氏全球能源咨询公司评估了日本当前三种氢生产途径的氢价格（包括资本支出），其中碱性电解氢的价格为14.02美元/千克，质子交换膜(pem)电解氢的价格为16.26美元/千克，不含碳捕集存储（ccs）的甲烷水蒸气重整(smr)制氢的价格为3.79美元/千克。
总部位于澳大利亚珀斯的独立油气、能源及替代燃料咨询公司普洛托斯国际咨询公司（protos consulting international）首席顾问constantine tsesmelis表示：“鉴于2035年前日本lng和煤炭的长约定价，在可预见的未来，日本无论进口什么颜色的氢（灰氢、蓝氢或绿氢）用于发电，其成本都将高于天然气和煤炭发电的成本。”