“氫”歌曼舞：日本聯合韓國構建氫氨供應鏈

本刊記者 趙蕓

苗靜/中國船舶集團經濟研究中心

近日，在美國訪問斯坦福大學的日本首相岸田文雄和韓國總統尹錫悅共同公布，計劃建立脫碳燃料氫和氨的供應鏈，由日韓企業向第三國項目共同出資，政府旗下金融機構提供融資支持，此舉可以提高價格談判能力并確保穩定采購。按計劃，雙方將在2030年之前建立起從世界各地經海上運輸至日韓的供應鏈，大幅改善全球范圍內氫氣和氨氣貿易運行環境。

訪問期間，岸田和尹錫悅還與初創企業交流，并探討日韓鋼鐵和化學等難以實現脫碳的領域中氫和氨的應用。

業內人士表示，日本和韓國均擁有大量鋼鐵和化工等能源行業，兩國的共同點是它們的燃料都依賴于海外進口。目前，氫和氨的生產主要以天然氣為原料，因此，日韓兩國如果向天然氣生產國出資，可以建立穩定供應的體系，并通過合作降低價格。

合作是為了擺脫依賴

據日經新聞報道，在氫和氨的生產領域，日韓企業將向中東和美國等地的項目共同出資，由政府旗下金融機構提供融資支持。其中，日本方面的投融資將由日本國際協力銀行負責。雙方要在2030年之前建立從世界各地經由海上運輸至日韓的供應鏈。

當前，日韓兩國都聚集了很多鋼鐵及化工等能源使用量較大且脫碳困難的產業，而燃料都依賴海外進口。氫和氨大多是以天然氣為原料來生產，因此，日韓向主要天然氣生產國的天然氣和天然氣制氫、制氨項目出資，便可建立獲得氫、氨的穩定的供應機制。

氫氣和氨氣的使用在燃燒時不排放二氧化碳，為能源減碳提供了可持續的解決方案。不過，該產業至今仍面臨著在氫氨供應方面的巨大挑戰，日韓顯然希望通過建立伙伴關系解決這一難題。

業內人士表示，隨著兩國在氫工業發展和安全方面加強政策合作，標志著兩國不斷發展的商業關系進入下一個階段。

日本政府計劃在未來15年內投資15 萬億日元(1060 億美元)用于氫氣，根據其基本氫戰略的修訂，日本政府計劃到2030年引進300 萬噸的氫，到2040年氫氣供應量提高到1200 萬噸，到2050年實現引進2000 萬噸氫和氨的目標。韓國的目標是到2030年擁有3 萬輛氫動力商用車，建設70 個液氫燃料站，并確保到2036年清潔氫氣占其清潔能源結構的7.1%。

據悉，在日韓聯合構建氫氨供應鏈的構想中，三菱商事和韓國樂天化學將與德國能源巨頭萊茵集團共同在美國年產1000 萬噸燃料氨，從2029年開始采購。這一生產側將采用“藍氨”技術，通過封存制造過程中產生的二氧化碳來抵消排放量。同時，三井物產和韓國GS能源將參與阿聯酋的計劃，預計從2026年開始每年產100 萬噸燃料氨。日韓企業還計劃將從第三國采購生產的燃料氫和氨的模式推廣到中東、印度和南美等其他地區。

業內人士指出：“氫氣幾乎可以在全球每個地區生產，但地區之間的競爭力各不相同。日本和韓國具有競爭力的生產資源將非常有限，將需要依靠進口?！钡?050年，日本和韓國將成為關鍵的氫氣需求中心，由于低碳制氫成本高，日本和韓國將成為依賴進口的地區。

建設理想的“氫能社會”

日本在能源安全方面一直都有緊迫感。上世紀70年代，日本開始進行氫技術的研發。福島核泄漏事件后，時任總統安倍晉三提出建設“氫能社會”的目標。2017年，日本制定的《氫能基本戰略》中提出，“將在2030年前后建立商業規模的供應鏈，每年采購約300 萬噸氫氣，實現約30日元/Nm3的氫氣成本?！?021年10月，日本政府發布的第六版《能源戰略計劃》首次提出，到2030年，利用氫和氨生產出的電能將占日本能源消耗的1%。希望將發電廠和船舶燃料替換成氨，憑借燃燒技術突破，以更低成本實現碳中和。2022年，日本自然資源和能源署發布《以實現氫能社會為目標，建構大規模氫能供應鏈》，日本產經省發布《氫/氨的現狀和未來的研究方向》，這兩篇報告較詳細地對日本的氫能發展戰略做了闡釋。

氫可以從各種能源中生產，但日本資源有限，所以不斷強調氫氣來源的多元化。實現氫能社會，需要統籌推進氫能規?；溄ㄔO和需求創造，因此，建設氫的供應鏈被日本提到重中之重的位置。

業內人士指出，日本認為，要么利用具有價格競爭力的海外氫氣，建設國際氫供應鏈，要么利用國內可再生能源的制氫基地，最大限度利用國內現有的氫氣供應，才能順利實現日本的用氫戰略。

目前，為了長期穩定、大量供應廉價氫氣，日本建立了利用國內外廉價氫氣資源的氫氣生產基地，并致力于國際氫氣供應鏈開發，包括開展配套設備研發，打造集氫氣生產、儲運、利用為一體的供應鏈，并建立“全球可再生燃料網絡”。例如，日本與澳大利亞、文萊、挪威和沙特阿拉伯就氫燃料采購問題進行合作；推進剩余可再生能源電解水制氫商業化，并開發利用光催化劑制氫技術和高溫煤氣爐制氫技術，旨在將氫氣的供應成本降低到與化石燃料相同的水平，并增加供應量。2022年年初，日本和印度尼西亞達成一致，將在氫、氨和碳捕獲與儲存等脫碳技術方面開展合作，通過政府和行業聯盟的努力，為世界其他地區提供氫能發展模式。

在氨氣的供應鏈方面，日本的行動也逐漸加快。為了從澳大利亞獲取綠氨——用可再生能源制造的氨氣，2021年7月，挪威化肥巨頭雅苒國際（Yara International）公司宣布，將于2023年在澳大利亞試生產綠氨，并銷售給日本的發電廠。今年12月8日，日本川崎汽船公司與新來島造船公司合作開發的氨燃料船概念設計，獲得了日本船級社的原則性批準。

其實，日本政府2014年就撥付500 億日元研發經費（約25 億元人民幣），設立了10 個多部門聯動的戰略性創新研究項目。2018年，該課題組展示了可以抑制一氧化氮產生的新型氨氣燃燒技術。燃燒氨雖不排碳，但會產生氮氧化物，也會污染大氣，因此這項技術意義重大。該課題組還實現了20%氨氣和80%然氣在2000 千瓦級燃氣輪機中的穩定混燒。 2019年，該課題組開發了一種將液態氨直接噴到燃燒器上以實現穩定燃燒的技術。2021年3月，該課題組成功實現了70%的液氨2000 千瓦級燃氣輪機中的穩定燃燒，并能同時抑制氮氧化物產生。

打造完美的“氫能上船”

英國克拉克森研究公司數據顯示，目前氨燃料船舶僅有兩艘在建訂單，均為現代尾浦為比利時船東Exmar LPG BVBA 建造的45000 Cu.M. 艙容液化石油氣（LPG）運輸船；此外，NCL Oslofjord 公司在近期宣稱將在2026年擁有1 艘氨燃料集裝箱船。氫燃料船舶目前在運營船隊有8 艘、共10514 載重噸，其中包含我國建造的內河巡邏船“三峽氫舟1 號”；氫燃料船舶的手持訂單有18 艘、共52660 載重噸，其中有1 艘為我國船廠承建的船員交通船，1 艘為日本船廠承建的拖船。

在船舶建造領域，日本側重于大型遠洋氫動力船舶及發動機研發。2021年初，川崎重工宣布建造全球首艘大型液化氫運輸船（計劃于2026年完工），該船長約300 米，型寬約50 米，采用燃燒氫氣產生的蒸汽帶動輪機為船舶提供動力。當年4月，川崎重工又與多家日本公司合作開發用于大型船舶的船用氫燃料發動機，包括船用主機、輔機、發電機等產品。2021年8月，川崎重工、洋馬動力（Yanmar）和日本發動機公司（J-Eng）共同宣布聯合成立HyEng 公司，以致力于開發船用氫動力發動機系統（基礎技術）、為氫燃料供應系統制定國際標準和規則、集成氫燃料供應系統研發、維護和運營氫燃料發動機示范設施等。

韓國在“氫能上船”方面的發展遜于日本。

2021年4月，現代重工提出將圍繞現有船舶能效指數（EEXI）和碳排放強度指數（CII）研究最佳解決方案、圍繞全壽命周期研究減少船舶二氧化碳排放的方法，同時開發氫/氨動力船舶。這被視為韓國在氫動力船舶研發方面邁出的重要一步。在發展氫動力船的同時，韓國也在逐步攻克氫燃料電池研發難題。

2019年年初，韓國正式發布了名為“激活氫經濟發展路線圖”的氫燃料技術開發計劃，旨在推動韓國發展為氫經濟/技術領先國。2021年6月，韓國啟動“氫燃料電池動力系統適用運行實證”項目，在2 艘小型船舶上搭載自主開發的氫燃料動力電池組，以檢驗性能和安全性，并制定獲得型式認可的安全標準。

2023年2月，韓國現代重工、韓國造船海洋、現代石油銀行、韓國材料科學研究所、首爾大學、釜山大學、三星泰科、HEESUNG CATALYSTS CORPORATION 等8 家企業、科研機構、高校共同簽署了海水電解系統核心技術開發業務協議，旨在建造氫動力船舶。

2021年3月，韓國材料科學研究所宣布，該所的研究團隊在韓國國內首次成功開發了可利用海水直接生產綠氫并劃時代地降低氫氣生產單價的“陰離子交換膜（AEMs）海水電解技術”。利用這項技術，能夠直接把海水電解后生產出高純度氫氣，而且成本低廉。

業內人士指出，如果與海上風力發電站聯合起來生產綠氫，從海上就可以直接為氫動力船舶加注燃料，從而創造出新的“海上風電+海水制氫”商業模式。