“氢”歌曼舞：日本联合韩国构建氢氨供应链

本刊记者 赵芸

苗静/中国船舶集团经济研究中心

近日，在美国访问斯坦福大学的日本首相岸田文雄和韩国总统尹锡悦共同公布，计划建立脱碳燃料氢和氨的供应链，由日韩企业向第三国项目共同出资，政府旗下金融机构提供融资支持，此举可以提高价格谈判能力并确保稳定采购。按计划，双方将在2030年之前建立起从世界各地经海上运输至日韩的供应链，大幅改善全球范围内氢气和氨气贸易运行环境。

访问期间，岸田和尹锡悦还与初创企业交流，并探讨日韩钢铁和化学等难以实现脱碳的领域中氢和氨的应用。

业内人士表示，日本和韩国均拥有大量钢铁和化工等能源行业，两国的共同点是它们的燃料都依赖于海外进口。目前，氢和氨的生产主要以天然气为原料，因此，日韩两国如果向天然气生产国出资，可以建立稳定供应的体系，并通过合作降低价格。

合作是为了摆脱依赖

据日经新闻报道，在氢和氨的生产领域，日韩企业将向中东和美国等地的项目共同出资，由政府旗下金融机构提供融资支持。其中，日本方面的投融资将由日本国际协力银行负责。双方要在2030年之前建立从世界各地经由海上运输至日韩的供应链。

当前，日韩两国都聚集了很多钢铁及化工等能源使用量较大且脱碳困难的产业，而燃料都依赖海外进口。氢和氨大多是以天然气为原料来生产，因此，日韩向主要天然气生产国的天然气和天然气制氢、制氨项目出资，便可建立获得氢、氨的稳定的供应机制。

氢气和氨气的使用在燃烧时不排放二氧化碳，为能源减碳提供了可持续的解决方案。不过，该产业至今仍面临着在氢氨供应方面的巨大挑战，日韩显然希望通过建立伙伴关系解决这一难题。

业内人士表示，随着两国在氢工业发展和安全方面加强政策合作，标志着两国不断发展的商业关系进入下一个阶段。

日本政府计划在未来15年内投资15 万亿日元(1060 亿美元)用于氢气，根据其基本氢战略的修订，日本政府计划到2030年引进300 万吨的氢，到2040年氢气供应量提高到1200 万吨，到2050年实现引进2000 万吨氢和氨的目标。韩国的目标是到2030年拥有3 万辆氢动力商用车，建设70 个液氢燃料站，并确保到2036年清洁氢气占其清洁能源结构的7.1%。

据悉，在日韩联合构建氢氨供应链的构想中，三菱商事和韩国乐天化学将与德国能源巨头莱茵集团共同在美国年产1000 万吨燃料氨，从2029年开始采购。这一生产侧将采用“蓝氨”技术，通过封存制造过程中产生的二氧化碳来抵消排放量。同时，三井物产和韩国GS能源将参与阿联酋的计划，预计从2026年开始每年产100 万吨燃料氨。日韩企业还计划将从第三国采购生产的燃料氢和氨的模式推广到中东、印度和南美等其他地区。

业内人士指出：“氢气几乎可以在全球每个地区生产，但地区之间的竞争力各不相同。日本和韩国具有竞争力的生产资源将非常有限，将需要依靠进口。”到2050年，日本和韩国将成为关键的氢气需求中心，由于低碳制氢成本高，日本和韩国将成为依赖进口的地区。

建设理想的“氢能社会”

日本在能源安全方面一直都有紧迫感。上世纪70年代，日本开始进行氢技术的研发。福岛核泄漏事件后，时任总统安倍晋三提出建设“氢能社会”的目标。2017年，日本制定的《氢能基本战略》中提出，“将在2030年前后建立商业规模的供应链，每年采购约300 万吨氢气，实现约30日元/Nm3的氢气成本。”2021年10月，日本政府发布的第六版《能源战略计划》首次提出，到2030年，利用氢和氨生产出的电能将占日本能源消耗的1%。希望将发电厂和船舶燃料替换成氨，凭借燃烧技术突破，以更低成本实现碳中和。2022年，日本自然资源和能源署发布《以实现氢能社会为目标，建构大规模氢能供应链》，日本产经省发布《氢/氨的现状和未来的研究方向》，这两篇报告较详细地对日本的氢能发展战略做了阐释。

氢可以从各种能源中生产，但日本资源有限，所以不断强调氢气来源的多元化。实现氢能社会，需要统筹推进氢能规模化供应链建设和需求创造，因此，建设氢的供应链被日本提到重中之重的位置。

业内人士指出，日本认为，要么利用具有价格竞争力的海外氢气，建设国际氢供应链，要么利用国内可再生能源的制氢基地，最大限度利用国内现有的氢气供应，才能顺利实现日本的用氢战略。

目前，为了长期稳定、大量供应廉价氢气，日本建立了利用国内外廉价氢气资源的氢气生产基地，并致力于国际氢气供应链开发，包括开展配套设备研发，打造集氢气生产、储运、利用为一体的供应链，并建立“全球可再生燃料网络”。例如，日本与澳大利亚、文莱、挪威和沙特阿拉伯就氢燃料采购问题进行合作；推进剩余可再生能源电解水制氢商业化，并开发利用光催化剂制氢技术和高温煤气炉制氢技术，旨在将氢气的供应成本降低到与化石燃料相同的水平，并增加供应量。2022年年初，日本和印度尼西亚达成一致，将在氢、氨和碳捕获与储存等脱碳技术方面开展合作，通过政府和行业联盟的努力，为世界其他地区提供氢能发展模式。

在氨气的供应链方面，日本的行动也逐渐加快。为了从澳大利亚获取绿氨——用可再生能源制造的氨气，2021年7月，挪威化肥巨头雅苒国际（Yara International）公司宣布，将于2023年在澳大利亚试生产绿氨，并销售给日本的发电厂。今年12月8日，日本川崎汽船公司与新来岛造船公司合作开发的氨燃料船概念设计，获得了日本船级社的原则性批准。

其实，日本政府2014年就拨付500 亿日元研发经费（约25 亿元人民币），设立了10 个多部门联动的战略性创新研究项目。2018年，该课题组展示了可以抑制一氧化氮产生的新型氨气燃烧技术。燃烧氨虽不排碳，但会产生氮氧化物，也会污染大气，因此这项技术意义重大。该课题组还实现了20%氨气和80%然气在2000 千瓦级燃气轮机中的稳定混烧。 2019年，该课题组开发了一种将液态氨直接喷到燃烧器上以实现稳定燃烧的技术。2021年3月，该课题组成功实现了70%的液氨2000 千瓦级燃气轮机中的稳定燃烧，并能同时抑制氮氧化物产生。

打造完美的“氢能上船”

英国克拉克森研究公司数据显示，目前氨燃料船舶仅有两艘在建订单，均为现代尾浦为比利时船东Exmar LPG BVBA 建造的45000 Cu.M. 舱容液化石油气（LPG）运输船；此外，NCL Oslofjord 公司在近期宣称将在2026年拥有1 艘氨燃料集装箱船。氢燃料船舶目前在运营船队有8 艘、共10514 载重吨，其中包含我国建造的内河巡逻船“三峡氢舟1 号”；氢燃料船舶的手持订单有18 艘、共52660 载重吨，其中有1 艘为我国船厂承建的船员交通船，1 艘为日本船厂承建的拖船。

在船舶建造领域，日本侧重于大型远洋氢动力船舶及发动机研发。2021年初，川崎重工宣布建造全球首艘大型液化氢运输船（计划于2026年完工），该船长约300 米，型宽约50 米，采用燃烧氢气产生的蒸汽带动轮机为船舶提供动力。当年4月，川崎重工又与多家日本公司合作开发用于大型船舶的船用氢燃料发动机，包括船用主机、辅机、发电机等产品。2021年8月，川崎重工、洋马动力（Yanmar）和日本发动机公司（J-Eng）共同宣布联合成立HyEng 公司，以致力于开发船用氢动力发动机系统（基础技术）、为氢燃料供应系统制定国际标准和规则、集成氢燃料供应系统研发、维护和运营氢燃料发动机示范设施等。

韩国在“氢能上船”方面的发展逊于日本。

2021年4月，现代重工提出将围绕现有船舶能效指数（EEXI）和碳排放强度指数（CII）研究最佳解决方案、围绕全寿命周期研究减少船舶二氧化碳排放的方法，同时开发氢/氨动力船舶。这被视为韩国在氢动力船舶研发方面迈出的重要一步。在发展氢动力船的同时，韩国也在逐步攻克氢燃料电池研发难题。

2019年年初，韩国正式发布了名为“激活氢经济发展路线图”的氢燃料技术开发计划，旨在推动韩国发展为氢经济/技术领先国。2021年6月，韩国启动“氢燃料电池动力系统适用运行实证”项目，在2 艘小型船舶上搭载自主开发的氢燃料动力电池组，以检验性能和安全性，并制定获得型式认可的安全标准。

2023年2月，韩国现代重工、韩国造船海洋、现代石油银行、韩国材料科学研究所、首尔大学、釜山大学、三星泰科、HEESUNG CATALYSTS CORPORATION 等8 家企业、科研机构、高校共同签署了海水电解系统核心技术开发业务协议，旨在建造氢动力船舶。

2021年3月，韩国材料科学研究所宣布，该所的研究团队在韩国国内首次成功开发了可利用海水直接生产绿氢并划时代地降低氢气生产单价的“阴离子交换膜（AEMs）海水电解技术”。利用这项技术，能够直接把海水电解后生产出高纯度氢气，而且成本低廉。

业内人士指出，如果与海上风力发电站联合起来生产绿氢，从海上就可以直接为氢动力船舶加注燃料，从而创造出新的“海上风电+海水制氢”商业模式。