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产业领域

揭秘日本第一个氢能城镇:HARUMI FLAG

发布时间:2019-11-15作者:科谷摘编

  日本历史上从来没有出现过像晴海旗(HARUMI FLAG)这样的地方,一个拥有完整的氢能基础设施的小镇。
该城镇位于东京晴海,是连接城市和海湾地区的交通枢纽,目前正在建设中,占地18公顷。2024年前,整个地区将建成5632个私人/出租建筑单元。
而氢站计划也在该镇附近建造,从氢站向五个居民区输送氢气的地下管道铺设工作已经完成,这些管道将连接到位于每个区块的氢燃料电池发电机。
氢动力电力城市的最初概念来自于东京市政府,它是这个再开发项目的所有者。
2016年3月,政府宣布了关于环境和可持续性的计划,声明“建立一个氢社会的倡议”。其中包括了以下目标:
· 到2020年东京奥运会开幕时,将氢能的使用增加一倍;
· 为奥运村“启动全面的氢供应系统”。
同月,“2020年东京奥运会——奥运村住宅开发项目”被宣布。它由三个主要的基础支撑项目构成
· 建立快速公交系统和燃料电池汽车的氢供应站;
· 为公共空间和商业建筑安装新一代燃料电池;
· 安装EneFarm(居民燃料电池站)到所有的私人住宅。
2016年7月,东京市政府通过公开招标的方式,选择了以东京燃气公司(Tokyo Gas)为代表的一个企业集团作为该项目的开发运营商,该集团将为开发氢能源的实际用途提供支持。
此外,东京市政府还成立了奥运村能源委员会,由外界专家组成,以更好地评估氢利用在公共和商业上的可行性。这个名为“奥运村地区能源基础设施”的项目于2017年3月从该框架中推出。
该项目列出了实现其目标的三个要素:
· 自给自足的能源供应;
· 生活舒适,低排放;
· 先进可持续发展的模范城市。
东京市政府的Takeshi Ikawa称,“这些代表了我们的态度。我们的使命是通过这个项目开创一个真正的低碳社会。”

 

2021年4月,氢燃料电池发电机将成为现实

如前所述,HARUMI FLAG的氢能源基础设施包括氢站、管道和氢燃料电池发电机的建造/安装。
以东京燃气公司(Tokyo Gas)为代表的企业集团和四家(目前为六家)私营公司将正式宣布成为企业运营商,在那里经营能源业务。
该集团的成员JXTG Nippon Oil&Energy负责加氢站的建设和运营,该加氢站位于东京市租用的一块面积为4800平方米的相邻土地上。
该公司将向BRT运输系统和当地公共汽车服务的燃料电池车队供应氢气,它们将连接市区和海湾地区。该公司还将在车站内生产氢气,然后通过埋在街道下的管道将氢气输送到居民区。
Harumi Eco Energy Co.,Ltd.是东京燃气公司的全资子公司,于2017年10月注册成立,它将负责铺设管道并向城镇街区分配氢气。
氢燃料电池发电机产生的电和热将由工会负责分配使用。供应范围包括晴海旗的所有四个住宅区。供暖系统还将连接一间带有足浴休息厅的公寓,及一间设有共用沐浴设施的老年公寓。
作为企业集团的成员,松下负责为每个住宅区提供氢燃料电池发电机。
松下计划在2021年4月之前,推出能够提供5KW功率输出和56%的额定能量转换效率(即较低的发热量LHV)的燃料电池。六个燃料电池将组合起来为每个居民区供电,总输出功率为30KW。
早在1999年,松下就开始了EneFarm的基础设计和开发,并在2009年上市。
负责该公司智慧能源业务的Keishi Yamamoto表示,自从EneFarm首次投放市场以来,在耐久性、尺寸、转换效率、安装便捷性、弹性和成本方面都有了大量的改进。
直到被使用之前,由EneFarm生成和从电力公司购买来的电力都将被储存起来。发电过程中产生的热量可用于加热做饭、洗衣或洗澡所需的水。
氢将是晴海旗的主要电力来源,不过,传统的电网供电也将用于增强该系统。21座正在建设中的高楼的公用区域,将安装光伏发电和储能系统。
另外,所有这些能源的数据都将通过能源管理系统进行监控,该系统的设计是为了适应城镇或街道社区的规模,以降低电力消耗。
▲家用燃料电池热电联产系统

能源管理系统收集每幢住宅的能源供应和消耗数据。服务器捕获覆盖整个城镇的区域能源管理的数据,然后进行分析。
而分析结果可报告当前的电力消耗趋势,预测用电需求的峰值,有助于降低对传统电网供电的依赖,进而降低能源成本。

从头开始,做从未做过的事

在能源基础设施的规划阶段,公共部门(即天然气或电力)将承担氢气供应,但是相关法规尚未明确。最终,选择了《燃气公用事业法》来定义监管要求。这意味着对中压燃气管道的技术要求适用于其地下氢气管道。
该项目进行了大量细节的检查和讨论,因为这是之前从未做过的事情。
着眼于对氢气供应的安全性和风险评估的需求,成立了经济、贸易和工业部,这是《燃气公用事业法》的颁布机构,负责对安全级别进行评级的委员会。
委员会批准的氢气管道规范及其铺设工作规程,要求对中压气体管道采用更多有效的保护措施。具体而言,铺设深度应不小于120厘米,并且为了保护管道不受损坏,必须用保护性钢板来覆盖它们。
根据城市燃气运营商的要求,为了确保安全,氢供应需要使用监测仪器,如地震检波器、压力表等。
同样供职于Harumi Eco Energy的东京燃气公司的Fumihiko Fukuchi解释称,“在传感器上检测到的任何异常读数都会立即触发安全保护装置,以确保氢气站的供气及时被切断。”
Fukuchi表示,《燃气公用事业法》并不是为了涵盖纯氢供应业务而设计的。如何解释法规中规定的要求以适应氢气,并使其适用于我们自己的安全程序,这是一个挑战。

对氢能城镇的期望是什么?

随着可再生能源变得更加多样化,能源公司现在正在确定哪一种能源可以作为最积极的贡献者,以及它如何帮助建立一个低碳社会。氢是最有希望的候选者之一。
氢气可以长时间大量储存在晴海旗,即使在发生灾难时也能保证全年的电力供应。氢燃料电池发电机产生的热量还能有其他用途,适合多用途开发。
晴海旗(HARUMI FLAG)项目将鼓励在全球建立更多的氢能城镇。
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