西宮伸幸教授專訪:發展氫能社會選燃料電池or氫發動機?

西宮伸幸教授專訪:發展氫能社會選燃料電池or氫發動機?

Q1:日本即將進入氫能社會普及階段,目前日本加氫站數量100餘個,距離2030年建設900個加氫站的目標還有一段距離,日本氫能發展的實際情況會如實按照路線圖所規劃的方向走嗎?

A1:氫燃料電池戰略規劃圖中的數字目標主要分為國家制定和企業制定,國家制定的數字目標一般都比較大,難以實現;企業制定的目標一般都會如期達成。比如東京奧運會時,日本要運行100輛燃料電池大巴,這個項目是由豐田來做,因此較易達成。此外,日本有一個組織叫HYSUT(氫供給利用技術協會),HYSUT積累了一些關於加氫站、燃料電池汽車的實際應用技巧,並與相關企業進行信息共享。HYSUT發佈的一些加氫站的數字目標大體上都是可以完成的。

Q2:從您的角度來看,發展氫能社會應該走哪條路?燃料電池還是氫發動機?

A2:目前燃料電池比較有優勢,但存在著成本高的問題。為了達成2030年氫氣30日元/Nm³的目標並擴大市場規模,光靠燃料電池或氫能發電是遠遠不夠的。我認為應該是燃料電池和發電機組相互配合,比如豐田的Mirai就是將燃料電池和蓄電池有效結合,大幅度地降低了成本。所以未來發展氫能社會,是兩個都需要而不是二選一。

Q3:將磁製冷技術應用於氫能的想法從何而來?

A3:磁製冷技術的靈感來自NIMS(日本國立材料研究所)的研究員沼澤,沼澤研究這項技術已經很久了,但只停留在基礎研究,而我們的研究則是傾向於產業化,為液化氫的產業化做準備。

Q4:液化氫的臨界熔點極低,在運輸和保存過程中也需要同等溫度的環境,如果發展液化氫該如何保存?

A4:保存液態氫需要一種雙層結構的“真空保溫瓶”,就像喝熱水的保溫杯一樣。內部有真空層,可以有效地保護液態氫氣,不讓外部的熱量侵入內部。即便如此還是會揮發,從而導致內部熱量上升,我現在做的研究就是將揮發的氫氣進行二次液化。這樣就可以長期保證液化氫的液體狀態,也不會侵入太多熱量。

Q5:磁製冷技術今後會遇到的課題?

A5:現階段的課題是成本問題,我們必須要向課題組委員會展示該技術在3、4年後成本下降的程度;未來會遇到的課題是磁性材料和磁鐵,即如何製作性能良好的磁性材料和高性能磁鐵。這兩個課題是今後會遇到的難點,現在我們是在已有基礎上進行研究;3、4年後會加入新的元素進行研究;7年後我們會開始做最終版本;到了10年後這個研究課題應該就會結束了。

Q6:國內外有很多人不看好氫能,經常拿安全性和成本問題做文章,您是怎麼看待這個問題的?

A6:肯定會有很多反對的聲音。比如東京電力就非常反對氫能,東京電力主要靠電營生,肯定不希望發展氫能。當然還有對氫能不瞭解的人就會拿安全性來做文章,認為氫氣很危險,說氫氣危險的話難道汽油不危險嗎?汽油引起的事故比比皆是。氫氣也不是說絕對安全,將危險性降到最低就可以運用自如了,所以安全性不是問題。現在有很多人反對是因為福島核電站爆炸事故,但那次事故不是因為核電站有問題,是沸水堆有問題。燃料棒外層包裹著鋯,鋯與水蒸氣產生化學反應會生成氫氣,如果不用沸水就可以避免鋯與水蒸氣的直接接觸。一般人會將核電站的危險性和氫氣的危險性相混淆,所以認為氫能不安全。

Q7:中國與日本在氫供應鏈上合作的可能性?

A7:中國在制氫方面對化石燃料的依賴性還是很強,如果將來能使用風能等可再生能源制氫,合作的可能性將比較大。

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