日本新世代氫燃料電池之最新發展

 

刊登日期:2016/9/5
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馮芳瑞/工研院材化所

日本政府近年來大力推廣新世代環保氫燃料電池車,顧名思義,氫燃料電池車所使用的燃料為氫氣,其能源供應系統儲存在車身搭載的高壓氫氣蓄壓容器中。氫氣與大氣中的氧氣發生化學反應,産生出電能,並以此作為氫氣動力行駛的電源。由於氫燃料電池車行駛時不會産生二氧化碳和氮氧化合物等有害物質,因此被稱為「終極環保車」。僅需3分鐘便可完成氫氣燃料的充填。每次充填燃料後的行駛距離可與普通燃油車匹敵,達到 700公里。

以氫燃料電池車與純電動車相比較,日産電動車「LEAF(聆風)」在充滿電的狀態下一次僅能行駛 200公里,即使使用快速充電器,充滿 80% 的電量需要約 30分鐘。因此,燃料電池車與純電動車相比具有行駛距離長、燃料補給時間短的優勢。但推廣氫燃料電池汽車最大的問題之一,就是補給站不如汽油引擎車與純電動車系統來的普及。

放寬法令限制 促進加氫站建設
日本政府為了發展與推廣氫能燃料電池車,放寬法令限制,以促進氫能燃料電池加氫站的建設,如表一所示。除了透過放寬建設標準和安全檢查標準來削減設置成本之外,日本政府原預訂於 2015年在全國建設 100處加氫站(日本對於加氫站之規劃如圖一所示),以促進燃料電池車的普及。

而根據 Hysut 一般社會法人水素供給利用技術協會在 2016年 3月所公佈的資料顯示,目前日本在日本境內建設完成大約 82座的加氫站,預計今年可以完成 100座的設置目標。此外,東京都環境局為因應4年後的東京奧運,亦擬編列 452億日圓補助氫燃料電池車和加氫站的建立。東京都政府希望在 2020年東京奧運之前,建置 35座加氫站,屆時將有 6,000 輛氫燃料電池車上路,並有 100輛氫燃料電池巴士負責接送所有選手往返於奧運村和各個比賽場地之間。打造氫能城市為東京都政府正努力的目標。




圖一、日本對於加氫站與氫燃料電池車之規劃與預估

另外,也鼓勵日本企業投入加氫站的普及化,例如運營便利店的日本 7-11 從 2015年度起便與岩谷產業聯手,開設同時建有加氫站的便利店。目前在東京都和愛知縣均有附設加氫站的便利店,並計劃於 2017年度之前將店舖數量增至 20家。

在 7-11 與岩谷產業結盟的商業模式上,加氫站的建設費用由岩谷產業負擔,7-11 則負責營運。便利商店 24小時營業,而加氫站則在平時的白天提供服務。岩谷產業將活用 7-11 所掌握的房地產信息和店舖開發經驗,高效尋找條件較好的地點,計劃以交通量較大的郊外主幹道沿線為主,設置加氫據點。

在相當於汽車加油站的加氫站中,氫氣將通過壓縮裝置被壓縮後填充至儲氫罐,並通過氫氣填充裝置給燃料電池車加氫。由於氫氣容易爆炸,所以建設時受相關安全規定限制。為了增加儲存在容器罐中的氫氣,將提高氫氣的壓縮率,此外還將取消每處加氫站的氫氣儲存量上限(目前每個加氫站的氫氣儲量上限僅夠 7輛燃料電池車使用),其目的是使加氫站能夠接納更多顧客,從而提高收益。此外,還將簡化氫氣壓縮器的安全檢查。

日本經濟產業省指出,興建加氫站的工程費用,1座約需 6億日圓(約新台幣 2億 2,300萬元),這與一座約需 7,000萬日圓至 1億日圓不等的加油站相比,民間企業---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。


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