揭祕日本第一個氫能城鎮:HARUMI FLAG

揭秘日本第一個氫能城鎮:HARUMI FLAG

日本歷史上從來沒有出現過像晴海旗(HARUMI FLAG)這樣的地方,一個擁有完整的氫能基礎設施的小鎮。

該城鎮位於東京晴海,是連接城市和海灣地區的交通樞紐,目前正在建設中,佔地18公頃。2024年前,整個地區將建成5632個私人/出租建築單元。

揭秘日本第一個氫能城鎮:HARUMI FLAG

而氫站計劃也在該鎮附近建造,從氫站向五個居民區輸送氫氣的地下管道鋪設工作已經完成,這些管道將連接到位於每個區塊的氫燃料電池發電機。

氫動力電力城市的最初概念來自於東京市政府,它是這個再開發項目的所有者。

2016年3月,政府宣佈了關於環境和可持續性的計劃,聲明“建立一個氫社會的倡議”。其中包括了以下目標:

  • 到2020年東京奧運會開幕時,將氫能的使用增加一倍;
  • 為奧運村“啟動全面的氫供應系統”。

同月,“2020年東京奧運會——奧運村住宅開發項目”被宣佈。它由三個主要的基礎支撐項目構成

  • 建立快速公交系統和燃料電池汽車的氫供應站;
  • 為公共空間和商業建築安裝新一代燃料電池;
  • 安裝EneFarm(居民燃料電池站)到所有的私人住宅。

2016年7月,東京市政府通過公開招標的方式,選擇了以東京燃氣公司(Tokyo Gas)為代表的一個企業集團作為該項目的開發運營商,該集團將為開發氫能源的實際用途提供支持。

此外,東京市政府還成立了奧運村能源委員會,由外界專家組成,以更好地評估氫利用在公共和商業上的可行性。這個名為“奧運村地區能源基礎設施”的項目於2017年3月從該框架中推出。

該項目列出了實現其目標的三個要素:

  • 自給自足的能源供應;
  • 生活舒適,低排放;
  • 先進可持續發展的模範城市。

東京市政府的Takeshi Ikawa稱,“這些代表了我們的態度。我們的使命是通過這個項目開創一個真正的低碳社會。”

2021年4月,氫燃料電池發電機將成為現實

如前所述,HARUMI FLAG的氫能源基礎設施包括氫站、管道和氫燃料電池發電機的建造/安裝。

以東京燃氣公司(Tokyo Gas)為代表的企業集團和四家(目前為六家)私營公司將正式宣佈成為企業運營商,在那裡經營能源業務。

該集團的成員JXTG Nippon Oil&Energy負責加氫站的建設和運營,該加氫站位於東京市租用的一塊麵積為4800平方米的相鄰土地上。

該公司將向BRT運輸系統和當地公共汽車服務的燃料電池車隊供應氫氣,它們將連接市區和海灣地區。該公司還將在車站內生產氫氣,然後通過埋在街道下的管道將氫氣輸送到居民區。

Harumi Eco Energy Co.,Ltd.是東京燃氣公司的全資子公司,於2017年10月註冊成立,它將負責鋪設管道並向城鎮街區分配氫氣。

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氫燃料電池發電機產生的電和熱將由工會負責分配使用。供應範圍包括晴海旗的所有四個住宅區。供暖系統還將連接一間帶有足浴休息廳的公寓,及一間設有共用沐浴設施的老年公寓。

作為企業集團的成員,松下負責為每個住宅區提供氫燃料電池發電機。

松下計劃在2021年4月之前,推出能夠提供5KW功率輸出和56%的額定能量轉換效率(即較低的發熱量LHV)的燃料電池。六個燃料電池將組合起來為每個居民區供電,總輸出功率為30KW。

早在1999年,松下就開始了EneFarm的基礎設計和開發,並在2009年上市。

負責該公司智慧能源業務的Keishi Yamamoto表示,自從EneFarm首次投放市場以來,在耐久性、尺寸、轉換效率、安裝便捷性、彈性和成本方面都有了大量的改進。

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直到被使用之前,由EneFarm生成和從電力公司購買來的電力都將被儲存起來。發電過程中產生的熱量可用於加熱做飯、洗衣或洗澡所需的水。

氫將是晴海旗的主要電力來源,不過,傳統的電網供電也將用於增強該系統。21座正在建設中的高樓的公用區域,將安裝光伏發電和儲能系統。

另外,所有這些能源的數據都將通過能源管理系統進行監控,該系統的設計是為了適應城鎮或街道社區的規模,以降低電力消耗。

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▲家用燃料電池熱電聯產系統


能源管理系統收集每幢住宅的能源供應和消耗數據。服務器捕獲覆蓋整個城鎮的區域能源管理的數據,然後進行分析。

而分析結果可報告當前的電力消耗趨勢,預測用電需求的峰值,有助於降低對傳統電網供電的依賴,進而降低能源成本。

從頭開始,做從未做過的事

在能源基礎設施的規劃階段,公共部門(即天然氣或電力)將承擔氫氣供應,但是相關法規尚未明確。最終,選擇了《燃氣公用事業法》來定義監管要求。這意味著對中壓燃氣管道的技術要求適用於其地下氫氣管道。

該項目進行了大量細節的檢查和討論,因為這是之前從未做過的事情。

著眼於對氫氣供應的安全性和風險評估的需求,成立了經濟、貿易和工業部,這是《燃氣公用事業法》的頒佈機構,負責對安全級別進行評級的委員會。

委員會批准的氫氣管道規範及其鋪設工作規程,要求對中壓氣體管道採用更多有效的保護措施。具體而言,鋪設深度應不小於120釐米,並且為了保護管道不受損壞,必須用保護性鋼板來覆蓋它們。

根據城市燃氣運營商的要求,為了確保安全,氫供應需要使用監測儀器,如地震檢波器、壓力錶等。

同樣供職於Harumi Eco Energy的東京燃氣公司的Fumihiko Fukuchi解釋稱,“在傳感器上檢測到的任何異常讀數都會立即觸發安全保護裝置,以確保氫氣站的供氣及時被切斷。”

Fukuchi表示,《燃氣公用事業法》並不是為了涵蓋純氫供應業務而設計的。如何解釋法規中規定的要求以適應氫氣,並使其適用於我們自己的安全程序,這是一個挑戰。

對氫能城鎮的期望是什麼?

隨著可再生能源變得更加多樣化,能源公司現在正在確定哪一種能源可以作為最積極的貢獻者,以及它如何幫助建立一個低碳社會。氫是最有希望的候選者之一。

氫氣可以長時間大量儲存在晴海旗,即使在發生災難時也能保證全年的電力供應。氫燃料電池發電機產生的熱量還能有其他用途,適合多用途開發。

晴海旗(HARUMI FLAG)項目將鼓勵在全球建立更多的氫能城鎮。

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