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不靠太阳能改用氨和氢气 日本最大发电公司为实现碳中和探索“不可能的任务”

2021-06-05 11:22:02 来源:FX168大陆站 作者:佚名

  近日,日本最大的发电公司 JERA 公司与挪威氨生产商亚拉国际公司 (Yara International)签署了一份谅解备忘录,合作开发蓝色及绿色氨的生产、运送和供应链,以实现零排放发电。

  亚拉公司的总裁兼首席执行官Svein Tore Holsether说:“这项突破性的合作以帮助JERA公司电力生产脱碳为目标,也为亚拉公司打开了具有重要战略意义的日本市场。建立蓝色和绿色氨供应链对于实现氢经济 (hydrogen economy) 十分重要。”

  JERA公司副总裁Yukio Kani则表示:“亚拉与我们都有开发清洁氨供应链的愿望,我们相信,这种跨界合作不仅会为两家公司扩大商机,而且会加速向脱碳社会的过渡。”

  发电行业约占全球温室气体排放量的三分之一。因此,当日本最大的电力生产商JERA去年10月宣布,该公司2050年将实现碳中和,但不完全依赖可再生能源时,一些专家感到非常惊讶,许多人甚至怀疑他们是否真的能实现其目标。

  欧洲的电力生产商正计划扩大太阳能和风能的产能,以实现欧盟2050年的碳中和目标,但日本的平原有限且海岸线陡峭,以及频繁的地震和台风,使得单独依靠太阳能和风能实现零碳发电相对更困难。

  在2019财年,JERA排放了1.39亿吨二氧化碳,占日本排放量的近10%。为了实现从化石燃料转向零排放,且考虑到日本的国情,该公司另辟蹊径将未来押注在氨和氢气上。这两种气体与石油和天然气等燃料不同,它们在燃烧时不会产生二氧化碳。

  氢气与天然气一样可在瞬间燃烧,而氨与煤则更相似,需要时间慢慢燃烧。因此,JERA计划在获得足够量的气体以前,在燃煤电厂将氨与煤混合使用,在液化天然气发电厂将氢气和天然气混合使用。

  中期而言,JERA认为氨比氢气更可行,因为氢气需要在特殊的输油车中冷却到负250摄氏度,而氨气比氢气更容易运输且成本更低。

  在JERA获得日本国营的新能源和工业技术发展组织 (NEDO) 的资助后,一项为期四年的燃煤电厂混合氨试点项目将正式启动。该公司在爱知县碧南 (Hekinan) 火力发电厂安装了专用管道、储罐和专用燃烧器后,计划在2024年和2025年实现氨与煤混合发电,这将是该公司的首次此类试验。

  JERA社长小野田聪 (Satoshi Onoda) 表示:“混合氨与煤发电的试验在日本已在实验室中进行过,但我们将是第一个在1吉瓦 (gigawatt) 商用燃煤机组中混合两者的,我认为其他公司将密切关注我们的举动,以了解我们取得了哪些进展。”

  氨气供应链和高成本是最大考验

  三菱日联摩根士丹利证券的高级分析师Reiji Ogino赞赏JERA在减少其碳足迹方面所做的努力,但补充说,这些目标似乎很难实现,他认为,企业使用不含二氧化碳的氢气和氨作为原料发电,并且到2050年仍然盈利的成功率可能不到 10%。而且,目前还无法购买到不含二氧化碳的氨和不含二氧化碳的氢气。因为没有供应链,即使能够建立供应链,也不知道是否是企业可负担的成本。

  自JERA的零碳计划宣布之后,日本所有其他主要公用事业亦采用了该目标,包括关西电力公司。如果日本的所有燃煤电厂都开始使用混合氨,所需的氨量将变得很大。根据日本经济产业省的计算,假设日本所有燃煤电厂的氨共燃率为20%,那么日本每年将需要2000万吨氨,这也相当于全球氨产量的10%。获得大量的氨将是关键。但只采购使用可再生能源生产的所谓绿色氨将十分困难,所以JERA也希望能采购“蓝色”氨,那是通过转化碳氢化合物生产的,其生产过程中产生的二氧化碳会通过碳抵消技术捕获。与亚拉公司的合作,则是该计划迈出的第一步。

  日本经济产业省表示,若日本所有燃煤电厂换成使用100% 氨燃料,每年将需要1亿吨氨,但这也将使电力部门的年二氧化碳排放量减半至约2亿吨,让日本更接近早日实现碳中和的目标。

  日本经济产业省还计算出,使用100% 氨的发电成本为每千瓦时23.5 日元,通过燃烧100% 氢气发电的成本为每千瓦时97.3 日元,而2019年企业太阳能电池板发电的平均成本为13.1 日元。小野田聪表示,JERA公司未来将考虑以高价出售环保电力。

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