日本氢能及燃料电池示范项目

1、决途轻（2007）f代汽车和燃料的解規定时期内制定的关键能源政策的II标加-（-2013）対 2050 年 vu匕 ajrarn少50%2030広能源站求/供应的SAltM(-OOd)能源堆本计划（2003）展置(2005)陡源里本计划（2007）诜网馬求砂3的展节（2008）傑计2030年能源需求/供应 的上升趋势.及为中长期能 峻战略捉供建议。”安全和定的能淤供应”"环境适应性”“工业竞争力”40%：交通報域石油依存度为%:檢能发电卓为30-40%为能源安全制定的日木中氏期（一2030）能源战略。目标,总能游储备増L 30%：总的石油依存度为80技术埒线Japan Hydroge

2、n &Fuel Cell Demonstration Project(JHFC)日本氢能及燃料电池示范项目为减缓全球温室效应和减少对有限的石油资源的依赖.燃料电池车是在交通领域减少二氧化碳排放和减少对 石油依赖的关键新技术之一。1. 日本的能源战略中长期能源战略的主耍冃标包括（a）能源储备；（b）二氧化碳排放减少；（c）降低石油依存度。日本的能源战略框架：用释实现新国家能源战略 II标的方法：“新代电池】“氢能和燃料电池I“淸沽柴油I “牛物燃料二 "ITS"创造新产业的技术II标和创造产品需求的措施利服"fe的实现2. 日本、美国、欧洲能源战略比较口、类

3、、欧都将减少二氧化碳排放和降低石汕依存度作为垠终丨I标。战略二氧化碳的减少 能源效率的提高降低石油依存度其它日本新国家能源战略到2030年能源效率提高30%（2003年开始）石油依存度:2003 f 2030 总依存度：47% 40% 交通领域： 98% 80%到2030年核能发电占勺率为30-40%美国新能源启动计划 氢燃料启动计划对中东石油的依存度：到2025年，从20%降到5%到2017年牛物燃料的采用达到30 %；设定燃料电池车在2020年进 入市场的时间表欧洲欧洲能源政策到2020年减少20%的 二氧化碳排放:能源效率提高20%可再生能源的比重増加到20%； 生物燃料的采用増加到W%

4、3. 未来车用燃料的能源路线主要任务是减少对石油的依赖，达到减少50%二氧化碳排放的长期H标： 初级能源：核心为生物能源、核能和自然能源 车用燃料：核心为生物燃料、氢和电 利用可再空能源和核能结介发电或制氢(采用二氧化碳采集和存储技术CCS)能从根本上减少一.氧化碳排放初级能源來源汽车燃料(能源來源)犬然气液化气物燃*1町域少爪缩人於气CO屮放但供应受限制内燃机使用生水力发电4. 燃料电池车(FCV)和电动车(EV)的特点比较燃料电池乍秋FCV)和电动乍(EV)在能源效率和二氧化碳排放方面卄常优秀但在商业化方面依然存在很多闲难。 燃料电池车和(FCV)和电动车(EV)都足电动车，仃共用技术，与

5、混介动力车也仃共川技术项目电动车(EV)氢燃料电池车(FCV)总能源效率(油井-车轮)(well to wheel) i0.94MJ/km0.99MJ/km二氧化碳排放(油井-车轮)(well to wheel) i49Og«CO 沐 m58.2g-COkmI车辆续驶里程100-200km350-830km燃料加注时间数小时几分钟I基础设施燃料运输使用电网缺乏输送网络服务站投资小投资大i行使1公里消耗的初级能源和捋放的二氧化嚴(來源：JHFC Report on Well to Wheel Total Efficiency)5. 燃料电池车(FCV)研发的目标为实现中长期能源战略的H

6、标(如，减少二氧化碳的排放，降低对石油的依赖)，町供选择的关键的能源有生 物能、核能及可再生能源。可选择的关键的汽车燃料有生物燃料，电及氢气。利用生物燃料所涉及的技术问题比较少，但关键问题是生物燃料的供应是冇限的。电动乍效率比较高，而FI能减少二氧化碳推放，但是续驶里程有限，希电池性能的制约，需长时间充电。燃料电池车在性能和便利性方面町与汽油车相比。但是，燃料电池技术、緘心储技术及皋础设施方面存在诸 多挑战。6. 燃料电池车推广和加氢站面临的难题（1）车的技术障碍11 本 Fuel Cell Commercialization Strategy Board 在 2001 年确定的燃料电池车技术

7、 11标:项目目标值（2010年）燃料电池堆的功率密度M1.3kW/L燃料电池堆的耐久性= 5000小时10年内30000-60000次启动/关机堆的成本W4000 口元/kW车的效率60%氢的储存车栽氢气：S5kg（续驶里程）续驶里程：M 500km來源：Fuel Cell Commercialization Strategy Board (燃料电池商业化战略部门)实际上通过制造商的研发，一些难题已得到解决，耐久性和成木障碍方而虽未解决但已取得一定进展。NENO.METI和FCCJ都明确了解决技术难题的技术发展路线图和冃标时间。虽然他们制定的技术冃标值与“FuelCell Commercia

8、lization Strategy Board"定的相当,但都推迟了预定执行时间。难题目前2015左右2020-2030车辆的效率50% (LHV)60%(LHV)大于 60%(LHV)耐久性4000小时5000小时大于5000小时运行温度大约so r30CVTV90100°C (人约)-40'C<T<100-200-C (人约)堆的成本几十万口顽W10000 口 >G/kW<4000 口 ；L/kWLHV:低热值來源：NEDO技术路线图2008）（2）基础设施的技术难题应有降低加氢站建设成本的有效技术在商业化初期阶段政府对发展某础设施的支持

9、卄常朿耍（a）氢气成本在现仃的规定和技术条件I、, -个屮型加氢站为燃料电池车加满氢气的情况卜，氢气的成本估计是1236-1656 口元/kg,折算成相半的汽油成木（不含税）为145-194 Tbc/Lo II前实际泮通汽油价格为160 口元/L,实际不禽税 成本为99日元/L.只有氢气成本的1/2-2/3.所以.必需找到能降低氢气成本的技术。项目氢气的成本估计1kg1236-1656 日元1m3110147日尤相当丁汽油（不含税）145194日元假设：丁程费用：6亿口元折旧年限：&10年城市燃气价（天然气或石油气）:54.3 IJ jL/m3内燃机汽车汽汕消耗量：11.7km/L 燃

10、料电池乍燃料消耗吊： 100km/kg-H2（b） 加氢站工程费用项目|加氢站建设成本加氢站6亿日元降低至1.5亿日元天然气加气站1亿口元加油站几T万口元（3）公共议题为能启动氢燃料电池乍宣传介绍，2005年3月底之前完成了 6部法律中28条款的审資修订.为了解决与燃料电池车相关的社会障碍.关键是通过推进相关法规和标准的颁布实施使筈气供应设施顺利推7. 燃料电池车技术的发展（1）现在的技术情况Current StatusB00OS1,52功半全度 (kW/L)卿*4电迫堆眄大小 A IqhUa(UDIX99OUIST0 匸 Xu200420062002皿輻性试验燃料电池堆的目标成本耐久性的技术

11、目标 来忑：E-IX）2008牟壮术琳銀 600050004000300020001000AS技术H标Technical Targets2015年底(w、UMg S 标10年嵐8. 在燃料电池车和加氢站的推广工作上取得的成就为仃效解决技术和公共议题，石耍在卑础研究、技术发展、示范项I和标准制定等方面形成反馈和协调机制。（1）氢和燃料电池乍的相关组织政府，内阁 工业贸易部： 教育科技部： 土地建设交通部 环保部NEDOJSTJARI > ENAA建议研究11识别技术难题L符介制造蟹求、,技“Ji"只别技术雄題，也,1 , 识别技术难题4 识别技术雄題±x/小氾 .Sii

12、ld 试引进新技术nTTiwrnr4 -引辿而r提供数据提供数捌标准大学.硏究机构I里础设施建设样能源供血商H车制造商H标准制定机构FCCJ (Fuel Cell Coimnercialization Confeience of Japan) 口本燃料电池商业化协会/NEDO New Eneigy and Industiial Technology Development Oigamzation, JST Japan Science and Technology Agency JARI Japan Automobile Research Institute, ENAA Engineering

13、Advancement Association of Japan（2）燃料电池/氢能发展预算口本近儿年対氢能和燃料电池车的国家研发项H的投入快速増氏，项I虫点在呈础研究上。H4： METI的预算Hydrogen Fuel Initial iveflll-reeduBtAR 的仮够日本(METI) 关国(FreedomCAR) 羌国(Hydrogen Fuel Initiative)50預算(甲位十亿H -O3 2 220062007附If包朋""滾8即厲moMr的败张9. 日本氢燃料电池示范项目（JHFC）概要丨I本氢燃料电池示范项H（JHFC）从2002年开始，2002年

14、-2005年为第一阶段，2006-2010年为第二阶 段。该项目山“燃料电池车尊的示范研究”和“氢基础设施示范研究”两部分组成，并都是受日本工贸部（METI） 资助的“燃料电池系统示范研究”项L【中的一部分。该示范项I通过燃料电池车公开上路测试和加氢站的运作促 进公众对燃料电池和氢能技术的接受，以及收集国际认可的数据用以分析和评估总的能源效率、环境友好性和氢 基础设施的成本。（1）JHFC项日目标：关J：燃料电池车和氢妹础设施a. 根据实际运行情况，确定仍存在的问题b. 为法规、标准的制定收集数据c. 为促进公众的了解，向公众提供相关的知识教育d. 核实氢和燃料电池车的能源节约（燃料经济性）、

15、环境友好性e. 确定技术和政策的趙势（2）示范测试的参与苕汽:车制造商 燃料电池技术开发 车载储氢的研发 车的开发 内部行缎测试k丿能源公司： 制氢技术研发 氢储运技术的研发 加氢站的研制<）不氾坯仃： 上路行驶 向特定客户出租 加氢站的建设和运作 /厂 提高燃料电池车的耐久性和可靠性 基础设施硕件技术的发展 加氢站运作专有技术的发展 加氢站的相关标准制定和町靠性的确认k丿（3）JHFC示范项目中注册的车辆，到2007年至，共有60辆，包括： 43 辆燃料电池轿车：TOYOTA FCHV; NISSAN X-TRAIL FCV; HONDA FCX; GM HrdroGen3; DAIM

16、LER A-Class F-Cell; SUZUKI MRwagon FCV 12 辆鐵内燃机轿乍：MAZDA RX-8 HydrogenRE; BMW Hydrogen 7 5辆燃料电池客车：TOYOYA. HINO（4）到2007年，该项目共建了 12个加氢站，其中东京地区9个。10.示范项目的成果（1） 燃料电池车的坏境效应通过采集作辆在实际使用过程屮的行驶 里程和消耗的氢气尿收集示范的数据。在 JHFC的第一阶段,通过对燃料电池车、内燃 机车和混合动力车的燃料消耗量进行比较， 可以看到燃料电池车（FCV）具有较好的燃 料经济性。根据收集到的示范数据， "WelltoWheel

17、”总能源效率和总：氧化碳 排放方面，燃料电池车优混介动力车（HEV） 和内燃机车（ICV）.燃料消耗昆±Whtt)W AacKawr) n Wit) I1OM>U nrri vm.iM刃刃星IMBtet W忻*fV 'M6WF KW > "*!*«W J»n 0 .BUe Yg 匕 9M tsrwr 9ttw *w«. yv事均* HEV眾均<1 ICV卑均40 甲均卑11晞伉=1807)“am”=W2)("52856)km/h20100Well-to-WheeP的定义：总能献效率包括从初始能源的开采、工产、

18、运输、燃料补给到千辆行驶所涉及的并种能源的消耗,厂Well to Wheel能虽效率 Well to Wheel二氧化碳排放量灯公劭耍的初血fij MO 15no8e .单血MJ/kr 每公里二钛化商放欷“°加® 也匕C02/krWell-to-WheeP的定义：总能献效率包括从初始能源的开采、工产、运输、燃料补给到千辆行驶所涉及的并种能源的消耗,Well-to-WheeP的定义：总能献效率包括从初始能源的开采、工产、运输、燃料补给到千辆行驶所涉及的并种能源的消耗,(2) 加氢站的储氢压力都升级到70MPa(700bar)(3) JHFC项冃努力通过公共教育提高公众対氢能和

19、燃料电池车的认知度。九与国外示范项目的比较(1) 世界主婆示范项目日本:JHFC类国：DOE： CaFCP欧洲：Lighthouse Project(HyFLEET： CUTE： Zero-Regio： HyCHAIN)德国：CEP(2) 项目时间 口本JHFC是世界上第-个为燃料电池乍商业化通过示范运行获得行驶数据的政府燃料电池乍示范项目 美国DOE项目以技术可幕性作为研究的主要冃标，比JHFC晚两年开始 欧洲燃料电池客车示范项目，比JHFC晚一年启动 矣国加州CaFCP项U是世界上第一个通过FCV实际上路行驶收集运彳亍数据和提爲公众认知度的项U。（3）项目规模II、美、欧氢/燃料电池项冃比较（至2007年）出资部门预算