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2021.10.08

通過共鳴擴大朋友圈!氫燃料發(fā)動機第3場比賽

目錄

? 增加伙伴!共同邁向大型消費氫能的時代
? 連接澳大利亞,氫能供應(yīng)的“大動脈”
? 從國外運氫能面臨的困難
? 氫能運輸中“毛細(xì)血管”所面臨的課題
? 碳中和因共鳴而推進

9月18日至19日,日本超級耐力賽第五站的比賽在三重縣鈴鹿市的鈴鹿賽道舉行。比賽中,搭載了氫燃料發(fā)動機的COROLLA Sports(氫燃料COROLLA)跑完了全程。

攝影:三橋仁明/N-RAK PHOTO AGENCY

這是豐田第三次用搭載了氫燃料發(fā)動機的車輛參加比賽。ToyotaTimes將會分兩篇報道來為大家介紹本次比賽,前篇是“不斷豐富實現(xiàn)碳中和的選項和擴大朋友圈”,后篇是“車輛的大幅度進步”。

增加伙伴!共同邁向大型消費氫能的時代

比賽的預(yù)賽在18日舉行。對于這次的主題,當(dāng)日出席記者招待會的豐田章男社長如下描述。

豐田社長 我們這次(用氫燃料COROLLA參加比賽)的嘗試是為了能在碳中和時代“豐富選擇面”。 第一次是在富士國際賽車場(靜岡縣小山町)嘗試“制造”“運輸”“使用”這一周期中的“使用”。 第二次是在AUTOPOLIS(大分縣日田市)嘗試“制造”,用地?zé)岚l(fā)電制造了氫能。 而這次,也就是第三次,在鈴鹿賽道上我們進一步嘗試了“運輸”和“制造”,將澳大利亞褐煤轉(zhuǎn)化的氫能運到日本,從而擴大了選擇范圍。 (此次加入并成為合作伙伴的)川崎重工為了在2025年實現(xiàn)日本中部地區(qū)氫能走進社會的目標(biāo),會為汽車、化學(xué)、發(fā)電等眾多產(chǎn)業(yè)提供氫能。川崎重工也是立志構(gòu)建大型消費產(chǎn)業(yè)鏈的豐田合作伙伴(即日本中部圈氫能利用協(xié)商會)。 川崎重工由于對豐田公司氫燃料車的挑戰(zhàn)產(chǎn)生了共鳴,從而有了這次將國外的氫能運輸?shù)饺毡镜奶魬?zhàn)。 拍攝:三橋仁明/N-RAK PHOTO AGENCY

豐田社長指著身后的背景板繼續(xù)說。

我后面的這塊背景板上一開始沒有這么多公司的名字。 這次從海外運輸氫能,川崎重工自不必多言,還有在澳大利亞負(fù)責(zé)精煉氫能的J-POWER(電源開發(fā))以及負(fù)責(zé)運輸精煉后產(chǎn)品的巖谷產(chǎn)業(yè)都給予了我們幫助。 此外,CJPT(Commercial Japan Partnership Technologies)的小型FC卡車和豐田運輸提供的生物燃料卡車也挑戰(zhàn)了符合碳中和理念的氫能運輸。 在氫能供給方面,除了大陽日酸、巖谷產(chǎn)業(yè)之外,我們還得到了當(dāng)?shù)豈ie加氫站點的協(xié)助。 就像這個背景板所展示的一樣,我們通過一次又一次挑戰(zhàn)的積累,不斷擴大著朋友圈。

上次比賽中,豐田在九州實現(xiàn)了氫能的“地產(chǎn)地消”,即在九州地區(qū)內(nèi)的賽道上使用當(dāng)?shù)赝ㄟ^地?zé)岚l(fā)電和太陽能發(fā)電電解水而制成的綠氫。這么做的好處之一就是減少了“運輸”過程中CO2的排放。

這次豐田從距離遙遠(yuǎn)的澳大利亞那邊運輸氫能并使用,雖然和上次的做法完全不同,但這正是著眼于實現(xiàn)真正的氫能社會的舉措。

連接澳大利亞,氫能供應(yīng)的“大動脈”

維多利亞州位于澳大利亞的東南部,在距離維多利亞州首府墨爾本向東150km的拉特羅布中蘊藏著豐富的未利用資源——褐煤。

川崎重工提供

褐煤是一種年輕煤、劣質(zhì)煤。雖然塊頭大,但因其內(nèi)部含有大量水分和雜質(zhì),所以熱值很低。而且如果環(huán)境干燥的話還容易自燃,難以運輸。

因此,褐煤的成本約為普通煤炭的十分之一。從褐煤中提取氫能是諸多制氫方法中最經(jīng)濟實惠的方法之一。

*生產(chǎn)氫能過程中排放的CO2通過CCS(Carbon dioxide Capture and Storage)的方法埋入地下來實現(xiàn)碳中和(藍(lán)氫)

而且,拉特羅布的褐煤層一望無際,擁有日本共計240年的總發(fā)電量。

這次,豐田社長介紹過的作為合作伙伴的川崎重工業(yè)株式會社、J-POWER、巖谷產(chǎn)業(yè)等各個私營公司與日澳兩國政府一起,開始在這塊土地上進行各項實證事業(yè),包括褐煤的煤氣化、氫能的精煉、氫能的液化和儲藏,運向日本的海上運輸和裝卸等。

作為其中的一個環(huán)節(jié),川崎重工將在本年度中使用世界上第一艘液化氫運輸船“SUISO FRONTIER(氫先鋒號)”將氫能運往日本。

HySTRA提供

這艘船一次可以運輸1250?的液化氫,相當(dāng)于1.5萬輛FCEV(氫燃料電池車)的燃料。到2025年左右,船的大小將擴大到原來的128倍,同時裝卸基地也會擴大規(guī)模,降低氫能的引入成本。即是說這一舉措構(gòu)建了提供氫能的“大動脈”。

川崎重工提供

實際上,日本平均可住地面積的能源消費量和利用可再生能源的發(fā)電量都是世界第一。換而言之,雖然日本是能源需求旺盛的國家,但是現(xiàn)在利用可再生能源的對策大多都陷入了僵局。

因此,為了在2050年實現(xiàn)碳中和,必須從海外運來大量的清潔能源。

褐煤不僅存在于澳大利亞,它是世界上賦存的資源。因而不難預(yù)料到它能夠做到長期供應(yīng),因此在能源安全方面褐煤是大有前途的。

從國外運氫能面臨的困難

不過,從國外向日本運輸氫能也有相應(yīng)的困難存在。讓我們看看來自川崎重工氫能戰(zhàn)略總部的西村元彥副本部長是如何說的。

西村副本部長 船上的規(guī)則在航海上是統(tǒng)一使用和運行的,但陸地上的設(shè)備會根據(jù)各國的規(guī)定不同而有所不同。所以澳大利亞的基地和日本的基地使用的標(biāo)準(zhǔn)并不相同。 這次我負(fù)責(zé)把在澳大利亞制成的氫能裝入儲氫罐,再重新將儲氫罐放入日本的(用來安置儲氫罐的)架子中,但是作業(yè)期間出現(xiàn)了蓋子尺寸不一致等各種問題,最終好不容易才成功。這可以看出其中仍存在著技術(shù)和規(guī)則筑成的壁壘。 從整個世界的范圍來看,日本的規(guī)則有其非常特殊的地方,考慮到日本的人口密度高,因此安全性也需要非常高。 要想盡快普及氫能,就必須統(tǒng)一各體系之間的接合點,用同樣的技術(shù)來運轉(zhuǎn)。 哪怕是全世界范圍的變動,規(guī)定準(zhǔn)則也要盡可能統(tǒng)一,以求盡快普及,對于這一點大家都有共識。在此,我希望我們能和歐洲一樣,可以推動各種規(guī)則并對它們加以改善。

氫能運輸中“毛細(xì)血管”所面臨的課題

如果把從國外到日本的氫能運輸線路看做是“大動脈”的話,那么將氫能輸送到日本各地區(qū)最后一公里便可以看成“毛細(xì)血管”。

今年3月,為解決運輸業(yè)所面臨的課題,以及推進實現(xiàn)碳中和社會,由五十鈴、日野、豐田三家公司合并成立了合資企業(yè)——Commercial Japan Partnership Technologies(CJPT)。這次正式由該公司與豐田運輸共同擔(dān)任為鈴鹿賽場輸送氫能的工作。

CJPT使用小型FC卡車,在名古屋裝載從澳大利亞運來的氫能送至鈴鹿賽場。豐田運輸則是使用生物燃料卡車,為鈴鹿賽場運送在日本福島氫能研究場(FH2R)所制造的氫能。實現(xiàn)了陸地運輸?shù)奶贾泻汀?/p>

上圖為負(fù)責(zé)將澳大利亞產(chǎn)的氫能,從名古屋運送至鈴鹿賽長的小型FC卡車。該車所搭載的動力單元為初代MIRAI的FC

通過這次實踐嘗試,發(fā)現(xiàn)了不少運輸上的問題。例如,小型FC卡車的運載量是3t,而固定15kg重儲氫罐的架子就有1.7t,也就是說一次只能運輸一組。

從名古屋到鈴鹿賽場往返距離有200km,作為運輸所使用的氫能燃料在7kg左右。這樣一來,完成一次運輸就要耗費運輸量將近一半的氫能,效率非常低。

太田博文CE(首席工程師)親自駕駛小型FC卡車,擔(dān)任這次CV Company* CVZ ZM的運輸工作,從運輸司機的視角出發(fā),注意到了如下問題。

*主要負(fù)責(zé)商用車的社內(nèi)公司

太田CE 從結(jié)論來說,雖然完成了運輸工作,但要十分小心才行,因為固定儲氫罐的架子尺寸已經(jīng)達(dá)到了極限。 如果想要實現(xiàn)氫能社會,今后肯定會遇到需要開到家門前或狹窄的小巷中等,各種各樣的情況。 現(xiàn)在來看,如果選用小型卡車運輸,由于貨艙空間很小,所以需要使用叉車搬運貨架。這樣包括開叉車的人、引導(dǎo)的人、移動貨架的人在內(nèi),一次運輸就需要用到3~4名工人。 但是,如果每次都這么大費周章,肯定不是長遠(yuǎn)之計。今后若想普及運輸,必須對卡車與貨架進行改造,使其更方便搬運。這也涉及到了物流司機的問題,所以必須想辦法克服才行。 只有能夠在少數(shù)人之間實現(xiàn)了流暢的“運輸”,未來才有可能普及到世界各地。 上圖為碼放著儲氫罐的一組貨架(圖片中間的物體)

CJPT的中嶋裕樹社長(豐田?CV Company President)也提到了在這次的嘗試中所發(fā)現(xiàn)的問題。

中嶋社長 卡車都有最大載重量的限制,而儲氫罐的重量也不容忽視。如果能夠?qū)⑦@兩個限制條件進行調(diào)整,是否就能夠?qū)崿F(xiàn)更加有效率、更加方便的運輸呢? 若能夠使用技術(shù)手段,在安全的范圍內(nèi),增加每個儲氫罐的壓力承受能力,使每罐中能夠裝下更多氫能。不過現(xiàn)階段實現(xiàn)這種技術(shù)手段仍有一定難度。 例如,現(xiàn)在FCIV所使用的樹脂罐,就能夠承受現(xiàn)容量更大的壓力。如果將儲氫罐更換成這種材質(zhì),是否就能提高效率了。 當(dāng)然這么說聽起來像是在否定現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn),其實不然。無論決定使用哪種方式運輸,我們都要以確定使用方式為前提,技術(shù)性地去證明其安全率。 正因如此,我們需要在實際使用時主動提出“現(xiàn)實環(huán)境中是這樣的,所以標(biāo)準(zhǔn)是否應(yīng)該調(diào)整?”等建議,將經(jīng)驗共享后完善現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)。我認(rèn)為制定標(biāo)準(zhǔn)的一方與提案的一方,攜手合作是非常有必要的。 這不但能夠起到提高FCIV效率的作用,還可以獲得運輸方的提案,將會成為一個很好的契機。這種努力不應(yīng)僅存于民間企業(yè)之間,是一件需要舉全國之力共同提升效率的大事。

其實,這些既存問題對于長期從事相關(guān)事業(yè)的人們來說早已了解。但伴隨著朋友圈的擴大,在親自體驗“搬運”之后,對于這些問題產(chǎn)生共鳴的人越來越多,聲量才隨之逐漸擴大。

中島社長有感而發(fā)道,以氫燃料發(fā)動機車參加賽車運動為契機,使實現(xiàn)氫能社會這一課題看到了曙光,輿論也隨之活躍了起來。

中嶋社長 通過賽車運動,我們擴大了朋友圈,如今能夠一起討論這一課題的伙伴越來越多。如果我們僅在豐田社內(nèi)對話,是沒辦法了解到現(xiàn)實中一線的真實情況。 只有與活躍在一線的人們交流,我們才能夠了解到問題的癥結(jié)所在,更加精準(zhǔn)地朝著改善的方向發(fā)展。能夠?qū)崿F(xiàn)這種交流的方式,依然是擴大朋友圈。

碳中和因共鳴而推進

通過多次嘗試,我們收獲了眾多志同道合的伙伴,如今已經(jīng)有更多的人開始為實現(xiàn)氫社會而展開討論。這次,我們實現(xiàn)了在海外制造大量的氫能,并開拓了運輸至日本的道路,這一切雖仍是雛形,但也為大家?guī)砹讼M?,這次應(yīng)該有不少人能夠?qū)嵏械?,氫能社會正在一步步向我們走來?/p>

出席本次記者會的川崎重工橋本康彥社長,在記者會上說了這樣一段話。

橋本社長 豐田社長曾多次表示過,現(xiàn)在最重要的是,各個領(lǐng)域的企業(yè),其愿景能夠產(chǎn)生共鳴,面向?qū)崿F(xiàn)碳中和這一共同目標(biāo),通過積極行動,不斷擴大朋友圈。 而我們的使命是,大量制造氫能,并以經(jīng)濟實惠的價格運輸?shù)饺毡荆?strong class="text_undeline">打造一個從供應(yīng)方到“使用方”的活循環(huán),這樣才算形成了氫能社會的雛形。 從供應(yīng)鏈的角度來說,我們正在擴大規(guī)模與朋友圈?,F(xiàn)在豐田走在了探究這條道路究竟能走多遠(yuǎn)的最前方,為我們帶來了更多可能性。 我認(rèn)為,使用搭載氫燃料發(fā)動機的汽車參加嚴(yán)酷的賽車運動,不僅觸動了我們川崎重工,應(yīng)該也給日本的很多工程師們帶來了希望。 現(xiàn)在,氫燃料相關(guān)產(chǎn)業(yè)的推進在由豐田打頭陣,但其實我們各個領(lǐng)域的企業(yè)也應(yīng)積極擴大市場,不應(yīng)一味地等待國家政策動向。 攝影:三橋仁明/N-RAK PHOTO AGENCY

今年5月,在豐田社長第一次嘗試使用氫燃料發(fā)動機汽車參賽之際,曾說過一句話:“碳中和應(yīng)帶來共鳴”。自那之后,經(jīng)過了三次比賽的嘗試。這種由共鳴而組成的朋友圈,正在逐漸擴大。

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