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通过共鸣扩大朋友圈!氢燃料发动机第3场比赛

目录

增加伙伴!共同迈向大型消费氢能的时代
连接澳大利亚,氢能供应的“大动脉”
从国外运氢能面临的困难
氢能运输中“毛细血管”所面临的课题
碳中和因共鸣而推进

9月18日至19日,日本超级耐力赛第五站的比赛在三重县铃鹿市的铃鹿赛道举行。比赛中,搭载了氢燃料发动机的COROLLA Sports(氢燃料COROLLA)跑完了全程。

摄影:三桥仁明/N-RAK PHOTO AGENCY

这是丰田第三次用搭载了氢燃料发动机的车辆参加比赛。ToyotaTimes将会分两篇报道来为大家介绍本次比赛,前篇是“不断丰富实现碳中和的选项和扩大朋友圈”,后篇是“车辆的大幅度进步”。

增加伙伴!共同迈向大型消费氢能的时代

比赛的预赛在18日举行。对于这次的主题,当日出席记者招待会的丰田章男社长如下描述。

丰田社长 我们这次(用氢燃料COROLLA参加比赛)的尝试是为了能在碳中和时代“丰富选择面”。 第一次是在富士国际赛车场(静冈县小山町)尝试“制造”“运输”“使用”这一周期中的“使用”。 第二次是在AUTOPOLIS(大分县日田市)尝试“制造”,用地热发电制造了氢能。 而这次,也就是第三次,在铃鹿赛道上我们进一步尝试了“运输”和“制造”,将澳大利亚褐煤转化的氢能运到日本,从而扩大了选择范围。 (此次加入并成为合作伙伴的)川崎重工为了在2025年实现日本中部地区氢能走进社会的目标,会为汽车、化学、发电等众多产业提供氢能。川崎重工也是立志构建大型消费产业链的丰田合作伙伴(即日本中部圈氢能利用协商会)。 川崎重工由于对丰田公司氢燃料车的挑战产生了共鸣,从而有了这次将国外的氢能运输到日本的挑战。 拍摄:三桥仁明/N-RAK PHOTO AGENCY

丰田社长指着身后的背景板继续说。

我后面的这块背景板上一开始没有这么多公司的名字。 这次从海外运输氢能,川崎重工自不必多言,还有在澳大利亚负责精炼氢能的J-POWER(电源开发)以及负责运输精炼后产品的岩谷产业都给予了我们帮助。 此外,CJPT(Commercial Japan Partnership Technologies)的小型FC卡车和丰田运输提供的生物燃料卡车也挑战了符合碳中和理念的氢能运输。 在氢能供给方面,除了大阳日酸、岩谷产业之外,我们还得到了当地Mie加氢站点的协助。 就像这个背景板所展示的一样,我们通过一次又一次挑战的积累,不断扩大着朋友圈。

上次比赛中,丰田在九州实现了氢能的“地产地消”,即在九州地区内的赛道上使用当地通过地热发电和太阳能发电电解水而制成的绿氢。这么做的好处之一就是减少了“运输”过程中CO2的排放。

这次丰田从距离遥远的澳大利亚那边运输氢能并使用,虽然和上次的做法完全不同,但这正是着眼于实现真正的氢能社会的举措。

澳大利亚——供应氢能的“大动脉”

维多利亚州位于澳大利亚的东南部,在距离维多利亚州首府墨尔本向东150km的拉特罗布中蕴藏着丰富的未利用资源——褐煤。

川崎重工提供

褐煤是一种年轻煤、劣质煤。虽然块头大,但因其内部含有大量水分和杂质,所以热值很低。而且如果环境干燥的话还容易自燃,难以运输。

因此,褐煤的成本约为普通煤炭的十分之一。从褐煤中提取氢能是诸多制氢方法中最经济实惠的方法之一。

*生产氢能过程中排放的CO2通过CCS(Carbon dioxide Capture and Storage)的方法埋入地下来实现碳中和(蓝氢)

而且,拉特罗布的褐煤层一望无际,拥有日本共计240年的总发电量。

这次,丰田社长介绍过的作为合作伙伴的川崎重工业株式会社、J-POWER、岩谷产业等各个私营公司与日澳两国政府一起,开始在这块土地上进行各项实证事业,包括褐煤的煤气化、氢能的精炼、氢能的液化和储藏,运向日本的海上运输和装卸等。

作为其中的一个环节,川崎重工将在本年度中使用世界上第一艘液化氢运输船“SUISO FRONTIER(氢先锋号)”将氢能运往日本。

HySTRA提供

这艘船一次可以运输1250㎥的液化氢,相当于1.5万辆FCEV(氢燃料电池车)的燃料。到2025年左右,船的大小将扩大到原来的128倍,同时装卸基地也会扩大规模,降低氢能的引入成本。即是说这一举措构建了提供氢能的“大动脉”。

川崎重工提供

实际上,日本平均可住地面积的能源消费量和利用可再生能源的发电量都是世界第一。换而言之,虽然日本是能源需求旺盛的国家,但是现在利用可再生能源的对策大多都陷入了僵局。

因此,为了在2050年实现碳中和,必须从海外运来大量的清洁能源。

褐煤不仅存在于澳大利亚,它是世界上赋存的资源。因而不难预料到它能够做到长期供应,因此在能源安全方面褐煤是大有前途的。

从国外运氢能面临的困难

不过,从国外向日本运输氢能也有相应的困难存在。让我们看看来自川崎重工氢能战略总部的西村元彦副本部长是如何说的。

西村副本部长 船上的规则在航海上是统一使用和运行的,但陆地上的设备会根据各国的规定不同而有所不同。所以澳大利亚的基地和日本的基地使用的标准并不相同。 这次我负责把在澳大利亚制成的氢能装入储氢罐,再重新将储氢罐放入日本的(用来安置储氢罐的)架子中,但是作业期间出现了盖子尺寸不一致等各种问题,最终好不容易才成功。这可以看出其中仍存在着技术和规则筑成的壁垒。 从整个世界的范围来看,日本的规则有其非常特殊的地方,考虑到日本的人口密度高,因此安全性也需要非常高。 要想尽快普及氢能,就必须统一各体系之间的接合点,用同样的技术来运转。 哪怕是全世界范围的变动,规定准则也要尽可能统一,以求尽快普及,对于这一点大家都有共识。在此,我希望我们能和欧洲一样,可以推动各种规则并对它们加以改善。

氢能运输中“毛细血管”所面临的课题

如果把从国外到日本的氢能运输线路看做是“大动脉”的话,那么将氢能输送到日本各地区最后一公里便可以看成“毛细血管”。

今年3月,为解决运输业所面临的课题,以及推进实现碳中和社会,由五十铃、日野、丰田三家公司合并成立了合资企业——Commercial Japan Partnership Technologies(CJPT)。这次正式由该公司与丰田运输共同担任为铃鹿赛场输送氢能的工作。

CJPT使用小型FC卡车,在名古屋装载从澳大利亚运来的氢能送至铃鹿赛场。丰田运输则是使用生物燃料卡车,为铃鹿赛场运送在日本福岛氢能研究场(FH2R)所制造的氢能。实现了陆地运输的碳中和。

上图为负责将澳大利亚产的氢能,从名古屋运送至铃鹿赛长的小型FC卡车。该车所搭载的动力单元为初代MIRAI的FC。

通过这次实践尝试,发现了不少运输上的问题。例如,小型FC卡车的运载量是3t,而固定15kg重储氢罐的架子就有1.7t,也就是说一次只能运输一组。

从名古屋到铃鹿赛场往返距离有200km,作为运输所使用的氢能燃料在7kg左右。这样一来,完成一次运输就要耗费运输量将近一半的氢能,效率非常低。

太田博文CE(首席工程师)亲自驾驶小型FC卡车,担任这次CV Company* CVZ ZM的运输工作,从运输司机的视角出发,注意到了如下问题。

*主要负责商用车的社内公司

太田CE 从结论来说,虽然完成了运输工作,但要十分小心才行,因为固定储氢罐的架子尺寸已经达到了极限。 如果想要实现氢能社会,今后肯定会遇到需要开到家门前或狭窄的小巷中等,各种各样的情况。 现在来看,如果选用小型卡车运输,由于货舱空间很小,所以需要使用叉车搬运货架。这样包括开叉车的人、引导的人、移动货架的人在内,一次运输就需要用到3~4名工人。 但是,如果每次都这么大费周章,肯定不是长远之计。今后若想普及运输,必须对卡车与货架进行改造,使其更方便搬运。这也涉及到了物流司机的问题,所以必须想办法克服才行。 只有能够在少数人之间实现了流畅的“运输”,未来才有可能普及到世界各地。 上图为码放着储氢罐的一组货架(图片中间的物体)。

CJPT的中嶋裕树社长(丰田・CV Company President)也提到了在这次的尝试中所发现的问题。

中嶋社长 卡车都有最大载重量的限制,而储氢罐的重量也不容忽视。如果能够将这两个限制条件进行调整,是否就能够实现更加有效率、更加方便的运输呢? 若能够使用技术手段,在安全的范围内,增加每个储氢罐的压力承受能力,使每罐中能够装下更多氢能。不过现阶段实现这种技术手段仍有一定难度。 例如,现在FCIV所使用的树脂罐,就能够承受现容量更大的压力。如果将储氢罐更换成这种材质,是否就能提高效率了。 当然这么说听起来像是在否定现有标准,其实不然。无论决定使用哪种方式运输,我们都要以确定使用方式为前提,技术性地去证明其安全率。 正因如此,我们需要在实际使用时主动提出“现实环境中是这样的,所以标准是否应该调整?”等建议,将经验共享后完善现有标准。我认为制定标准的一方与提案的一方,携手合作是非常有必要的。 这不但能够起到提高FCIV效率的作用,还可以获得运输方的提案,将会成为一个很好的契机。这种努力不应仅存于民间企业之间,是一件需要举全国之力共同提升效率的大事。

其实,这些既存问题对于长期从事相关事业的人们来说早已了解。但伴随着朋友圈的扩大,在亲自体验“搬运”之后,对于这些问题产生共鸣的人越来越多,声量才随之逐渐扩大。

中岛社长有感而发道,以氢燃料发动机车参加赛车运动为契机,使实现氢能社会这一课题看到了曙光,舆论也随之活跃了起来。

中嶋社长 通过赛车运动,我们扩大了朋友圈,如今能够一起讨论这一课题的伙伴越来越多。如果我们仅在丰田社内对话,是没办法了解到现实中一线的真实情况。 只有与活跃在一线的人们交流,我们才能够了解到问题的症结所在,更加精准地朝着改善的方向发展。能够实现这种交流的方式,依然是扩大朋友圈。

碳中和因共鸣而推进

通过多次尝试,我们收获了众多志同道合的伙伴,如今已经有更多的人开始为实现氢社会而展开讨论。这次,我们实现了在海外制造大量的氢能,并开拓了运输至日本的道路,这一切虽仍是雏形,但也为大家带来了希望,这次应该有不少人能够实感到,氢能社会正在一步步向我们走来。

出席本次记者会的川崎重工桥本康彦社长,在记者会上说了这样一段话。

桥本社长 丰田社长曾多次表示过,现在最重要的是,各个领域的企业,其愿景能够产生共鸣,面向实现碳中和这一共同目标,通过积极行动,不断扩大朋友圈。 而我们的使命是,大量制造氢能,并以经济实惠的价格运输到日本,打造一个从供应方到“使用方”的活循环,这样才算形成了氢能社会的雏形。 从供应链的角度来说,我们正在扩大规模与朋友圈。现在丰田走在了探究这条道路究竟能走多远的最前方,为我们带来了更多可能性。 我认为,使用搭载氢燃料发动机的汽车参加严酷的赛车运动,不仅触动了我们川崎重工,应该也给日本的很多工程师们带来了希望。 现在,氢燃料相关产业的推进在由丰田打头阵,但其实我们各个领域的企业也应积极扩大市场,不应一味地等待国家政策动向。 摄影:三桥仁明/N-RAK PHOTO AGENCY

今年5月,在丰田社长第一次尝试使用氢燃料发动机汽车参赛之际,曾说过一句话:“碳中和应带来共鸣”。自那之后,经过了三次比赛的尝试。这种由共鸣而组成的朋友圈,正在逐渐扩大。