家家用氫能！揭秘日本第一個氫能城鎮(zhèn)：HARUMI FLAG

日本歷史上從來沒有出現(xiàn)過像晴海旗（HARUMI FLAG）這樣的地方，一個擁有完整的氫能基礎(chǔ)設(shè)施的小鎮(zhèn)。
  該城鎮(zhèn)位于東京晴海，是連接城市和海灣地區(qū)的交通樞紐，目前正在建設(shè)中，占地18公頃。2024年前，整個地區(qū)將建成5632個私人/出租建筑單元。

而氫站計劃也在該鎮(zhèn)附近建造，從氫站向五個居民區(qū)輸送氫氣的地下管道鋪設(shè)工作已經(jīng)完成，這些管道將連接到位于每個區(qū)塊的氫燃料電池發(fā)電機。


  氫動力電力城市的最初概念來自于東京市政府，它是這個再開發(fā)項目的所有者。
2016年3月，政府宣布了關(guān)于環(huán)境和可持續(xù)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(yīng)系統(tǒng)”。

同月，“2020年東京奧運會——奧運村住宅開發(fā)項目”被宣布。它由三個主要的基礎(chǔ)支撐項目構(gòu)成：

建立快速公交系統(tǒng)和燃料電池汽車的氫供應(yīng)站；

為公共空間和商業(yè)建筑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(yè)集團作為該項目的開發(fā)運營商，該集團將為開發(fā)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(yè)上的可行性。這個名為“奧運村地區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施”的項目于2017年3月從該框架中推出。
該項目列出了實現(xiàn)其目標的三個要素：

自給自足的能源供應(yīng)；

生活舒適，低排放；

先進可持續(xù)發(fā)展的模范城市。

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

2021年4月，氫燃料電池發(fā)電機將成為現(xiàn)實

如前所述，HARUMI FLAG的氫能源基礎(chǔ)設(shè)施包括氫站、管道和氫燃料電池發(fā)電機的建造/安裝。
    以東京燃氣公司（Tokyo Gas）為代表的企業(yè)集團和四家（目前為六家）私營公司將正式宣布成為企業(yè)運營商，在那里經(jīng)營能源業(yè)務(wù)。
    該集團的成員JXTG Nippon Oil＆Energy負責加氫站的建設(shè)和運營，該加氫站位于東京市租用的一塊面積為4800平方米的相鄰土地上。
    該公司將向BRT運輸系統(tǒng)和當?shù)毓财嚪?wù)的燃料電池車隊供應(yīng)氫氣，它們將連接市區(qū)和海灣地區(qū)。該公司還將在車站內(nèi)生產(chǎn)氫氣，然后通過埋在街道下的管道將氫氣輸送到居民區(qū)。
    Harumi Eco Energy Co.，Ltd.是東京燃氣公司的全資子公司，于2017年10月注冊成立，它將負責鋪設(shè)管道并向城鎮(zhèn)街區(qū)分配氫氣。

氫燃料電池發(fā)電機產(chǎn)生的電和熱將由工會負責分配使用。供應(yīng)范圍包括晴海旗的所有四個住宅區(qū)。供暖系統(tǒng)還將連接一間帶有足浴休息廳的公寓，及一間設(shè)有共用沐浴設(shè)施的老年公寓。
作為企業(yè)集團的成員，松下負責為每個住宅區(qū)提供氫燃料電池發(fā)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(zhuǎn)換效率（即較低的發(fā)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(qū)供電，總輸出功率為30KW。
   早在1999年，松下就開始了EneFarm的基礎(chǔ)設(shè)計和開發(fā)，并在2009年上市。
負責該公司智慧能源業(yè)務(wù)的Keishi Yamamoto表示，自從EneFarm首次投放市場以來，在耐久性、尺寸、轉(zhuǎn)換效率、安裝便捷性、彈性和成本方面都有了大量的改進。

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(fā)電過程中產(chǎn)生的熱量可用于加熱做飯、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(tǒng)的電網(wǎng)供電也將用于增強該系統(tǒng)。21座正在建設(shè)中的高樓的公用區(qū)域，將安裝光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)。
   另外，所有這些能源的數(shù)據(jù)都將通過能源管理系統(tǒng)進行監(jiān)控，該系統(tǒng)的設(shè)計是為了適應(yīng)城鎮(zhèn)或街道社區(qū)的規(guī)模，以降低電力消耗。

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   早在1999年，松下就開始了EneFarm的基礎(chǔ)設(shè)計和開發(fā)，并在2009年上市。

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

▲家用燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 

能源管理系統(tǒng)收集每幢住宅的能源供應(yīng)和消耗數(shù)據(jù)。服務(wù)器捕獲覆蓋整個城鎮(zhèn)的區(qū)域能源管理的數(shù)據(jù)，然后進行分析。
   而分析結(jié)果可報告當前的電力消耗趨勢，預測用電需求的峰值，有助于降低對傳統(tǒng)電網(wǎng)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(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃階段，公共部門（即天然氣或電力）將承擔氫氣供應(yīng)，但是相關(guān)法規(guī)尚未明確。最終，選擇了《燃氣公用事業(yè)法》來定義監(jiān)管要求。這意味著對中壓燃氣管道的技術(shù)要求適用于其地下氫氣管道。

該項目進行了大量細節(jié)的檢查和討論，因為這是之前從未做過的事情。著眼于對氫氣供應(yīng)的安全性和風險評估的需求，成立了經(jīng)濟、貿(mào)易和工業(yè)部，這是《燃氣公用事業(yè)法》的頒布機構(gòu)，負責對安全級別進行評級的委員會。

委員會批準的氫氣管道規(guī)范及其鋪設(shè)工作規(guī)程，要求對中壓氣體管道采用更多有效的保護措施。具體而言，鋪設(shè)深度應(yīng)不小于120厘米，并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(jù)城市燃氣運營商的要求，為了確保安全，氫供應(yīng)需要使用監(jiān)測儀器，如地震檢波器、壓力表等。

同樣供職于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(shù)都會立即觸發(fā)安全保護裝置，以確保氫氣站的供氣及時被切斷?！?/span>

Fukuchi表示，《燃氣公用事業(yè)法》并不是為了涵蓋純氫供應(yīng)業(yè)務(wù)而設(shè)計的。如何解釋法規(guī)中規(guī)定的要求以適應(yīng)氫氣，并使其適用于我們自己的安全程序，這是一個挑戰(zhàn)。

對氫能城鎮(zhèn)的期望是什么？

隨著可再生能源變得更加多樣化，能源公司現(xiàn)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(fā)生災難時也能保證全年的電力供應(yīng)。氫燃料電池發(fā)電機產(chǎn)生的熱量還能有其他用途，適合多用途開發(fā)。
   晴海旗（HARUMI FLAG）項目將鼓勵在全球建立更多的氫能城鎮(zhèn)

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