當大氣中的二氧化碳所帶來的威脅日益嚴重,世界范圍內的脫碳行動步伐加快,從石油·煤炭等化石燃料向清潔能源過渡的能源轉型需求也更加迫切。
株式會社電裝(以下簡稱“電裝”)瞄準氫社會的未來,通過利用自身在汽車領域研發中所培育的技術,應對“制備”的“利用”氫能等開發領域的挑戰。
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{氫能是實現碳中和的關鍵}
氫能是一種公認的理想清潔能源,作為實現碳中和的關鍵而備受關注。在作為能源使用時不會產生二氧化碳,如果在使用上取得進展,那么電力部門以及無法電氣化的設備便可實現脫碳,甚至難以實現純電動應用的大型商用車的脫碳也將指日可待。此外,還具備能夠“儲存”的特性,通過太陽能等可再生能源的剩余電力轉化為氫氣并長期儲存,也將大大緩解能源自給率低的壓力。
盡管氫能的使用備受期待,但也存在著諸多難以解決的技術難題。比如需要同時解決“制備”、“儲存·運輸”、“利用”等氫能供應鏈中的技術課題。如果氫能的供應鏈不完善,便難以普及氫能。為了提高氫能普及利用率,需能夠從可再生能源中有效地生產清潔氫能*1,并且運輸得當,才能擴大利用范圍,需求也隨之增加。因此,同時解決氫能供需兩端的問題成為普及氫能的關鍵所在。(*1 清潔氫能:利用可再生能源生成的氫能源)
電裝在氫能領域的優勢
開發了可安全、快速加注氫能的技術
早在20多年前,電裝便參與了商用FCEV汽車(燃料電池汽車)“MIRAI”系統相關產品的開發和量產。開發之初人們對氫能還普遍存在危險易爆的印象,在這樣的背景下,電裝帶著“必須保證氫能在使用過程中的安全性”的信念投入研發,在MIRAI社會化的研發過程中,電裝最終開發了可安全、快速加注氫能的技術,并實現將氫能有效轉化成電能,電能轉化成驅動能量。
在努力實現FCEV普及的同時,電裝還希望將技術應用擴大到開發利用氫發動機等氫能內燃機領域,在移動領域之外,如定置型燃料電池、工廠爐的氫利用、“制備”氫能的水電解裝置的開發也將是電裝努力擴大氫能利用范圍的方向。
同時應對“制備”和“利用”氫能的挑戰
“高效率”和“耐久性”是關鍵點
在氫能普及方面,“高效率”和“耐久性”是關鍵點。事實上,這些技術挑戰與汽車系統的要求亦存在共通之處。電裝在高效利用能源方面擁有豐富的經驗和技術,能夠充分利用能源的熱力技術,在研發電驅動產品過程中積累的電力控制技術,以及將產品性能提高到更大限度的材料技術,將這些技術投用到制備氫能的水電解裝置便能夠提高電解效率,如果用于利用氫能的燃料電池,則可以提高發電效率。
同時,耐久性也是非常重要的,如果系統很容易發生故障,或者因為維護困難導致運行率下降的話,那么效率再高、性能再好也將失去意義,電裝擁有大量生產高質量產品的生產技術,可確保在世界多地不同的環境中正常運行,此外,還通過傳感技術對系統運行進行持續監測,從而實現系統長期安全有效的運行。
盡管如此,氫能仍是一個高度不確定的領域,畢竟在氫能供應鏈中,每個場景的技術要求不盡相同,有需要靈活性、也會有要求穩定性、亦或是小型分散型、大規模集中型,因此電裝通過對多種不同的可能性反復驗證,為滿足這些需求不斷擴充系統陣容,例如作為水電解裝置的SOEC,通過采用模塊化結構系統,可推進從小規模到大規模應用的開發,根據使用場景亦可將這些系統組合使用。
挑戰之外,實現碳中和的循環社會
將氫能利用輻射至社會層面
電裝環境中立系統開發部表示:我們希望從移動領域開始,將挑戰擴展到工廠等產業領域,后續將氫能利用輻射至社會層面。通過擴大電裝的研發領域,為氫能的供需兩端作出貢獻,并在未來突破氫能成本的課題。一旦氫能成本得到控制,二氧化碳作為材料和燃料再利用的碳循環舉措也將取得進展,與碳循環相關的基礎物質、化學品和替代燃料等眾多技術都將需要低價氫能,實現可再生能源充分利用的循環社會也將更近一步。
實現清潔能源循環的社會,氫能是必不可少的,為了地球的美好未來,電裝堅信,與氫能相關的開發,為社會所做的貢獻,其成果最終都會反哺到每個個體身上,未來還將繼續迎接氫能技術開發的挑戰,通過與各領域的合作伙伴精誠合作,集結各企業的技術和經驗,共同解決課題,為實現氫能的有效利用,推動社會的脫碳進程貢獻力量。
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注釋:
以上內容和圖片均來自電裝官網
https://www.denso.com/jp/ja/driven-base/project/hydrogen_society/
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原文標題:致力脫碳|電裝應對實現“氫能社會”的挑戰
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