东丽与氢能的未来
氢在帮助减少全世界对化石燃料的依赖,以及向净零排放的经济转型上有着巨大潜力,人们对此热议不断。然而,直至最近,在将潜力转化为现实的道路上仍面临着严峻的挑战。但现在,空气中正弥漫着变革的气息。
对于在全球范围内努力减缓气候变化一事,今年可能成为一个转折点。无论是于英国举行的 COP26(第 26 届联合国气候变化大会)气候大会,还是政府间气候变化专门委员会 (Intergovernmental Panel on Climate Change/IPPC) 在近期发布的一份报告中,都在迫切呼吁全球各政府和民间组织人员们采取大规模气候行动。政府间气候变化专门委员会发出了警示,称全球二氧化碳 (CO2) 浓度已达到 200 万年来的最高值。海平面正在以近 3,000 年以来最快的速度上升,北极海冰已处于 1,000 年来的最低量。根据世界气象组织 (World Meteorological Organization) 的数据,世界上有记录以来的 20 个最暖年份都出现在了 1996 年至 2018 年之间。
多国政府已纷纷重申了对实现碳中和的承诺。日本首相菅义伟表示,该国将在 30 年内将二氧化碳排放量削减至零。美国总统乔•拜登也同样宣布了一系列措施,争取在同一时间内实现净零排放。
全球变暖本身就是一个巨大的挑战,它与资源枯竭这一紧迫的全球问题息息相关。二者共同对人类和地球上的生物多样性构成了生存威胁。由于气候变化,超过 100 万个物种濒临灭绝。与此同时,自 1970 年以来,资源开采量高于了原有的3 倍多,非金属矿物的使用量增加了 5 倍,而化石燃料的使用量增加了 45%。2015 年至 2060 年期间,工业取水量将比 2010 年增加 100%。
幸运的是,零碳能源和循环经济是应对气候变化和资源枯竭挑战的两种可行解决方案。氢对于实现这两种方案都起着关键作用。
氢能的潜力,东丽的愿景
氢在缓解气候变化方面有着巨大的潜力。“绿氢”通过使用零排放能源(如太阳能和风能)电解水制成,在电力和热能的生产和消费过程中,向大气中释放的二氧化碳为零。作为一种燃料,氢的用途非常广泛,可以为汽车,货车,火车、轮船和飞机等各类交通工具提供动力。氢还可以为各式各样、大大小小的工厂和办公室提供电力: 它能作为载体用于储存风能和太阳能,并可通过管道和交通工具进行长途运输。
氢还能在实现循环经济方面发挥关键作用。例如,氢可以应用于化学物质和二氧化碳的回收,帮助分解有害气体和材料,以及重新制造化肥的重要成分——甲烷。此外,当氢转化为能源时,其唯一的副产物是可以循环利用的水。
东丽 (Toray) 的技术正在引领开创绿氢的新篇章。在贯穿生产、运输、储存和使用的氢价值链上,该公司的许多解决方案正在树立行业标准。东丽的烃基电解质膜是一项有望奠定该领域基准的技术,这是一款应用于水电解和绿氢生产的关键材料,其单位面积产生的氢量是市场其他厂家的两倍。这极大地提高了生产效率,同时大幅降低了成本。
东丽株式会社 (Toray Industries) 经营企划室的常任顾问出口雄吉先生表示: “为了在 2050 年前实现碳中和社会,每日源源不断的尖端创新正是当下所需的。这意味着必须调动人类的智慧,接受挑战,以解决技术和社会机制两方面的巨大难题。”
“东丽将通过研究和技术开发、商业活动,持续向创新型的解决方案发起挑战,为早日实现碳中和社会作贡献。同时,竭力将我们商业活动中的温室气体排放量减少到净零水平。”
公办机构和民间组织的伙伴关系
为了充分释放氢能经济的潜力,政府需要民营企业的支持。虽然有许多足以胜任的政府机构和独立的倡议举措在前引路,但如果没有民间组织的参与,解决方案的开发和广泛部署可能就会停滞不前。
出口先生解释说: “为了实现碳中和,公司不应独自为战,而要与业界、政府和学术界合作,才能建立社会基础设施并促进倡议举措。通过向世界各地的合作伙伴公司学习并共同进行产品开发,我们能够满足社会的需求。这种创造性的合作是东丽作为材料制造商的一个特色,我们称之为共同创造。”协作同样是东丽企业文化的重要组成部分。公司致力于提供有价值的工作和公平的机会,它重点体现在: 通过各种发展计划开发人力资本,以及营造了一个人才汇聚、企业文化朝气蓬勃的工作环境。
东丽的一大主要愿景是其所倡导的“氢能社会”,即通过规模可扩式的基础设施,让氢为企业、工业和家庭供电供暖。山梨县 P2G 示范项目 (Yamanashi P2G Demonstration Project) 诠释了合作伙伴关系在实现这一目标上的潜能,该项目汇集了包括东京电力公司 (Tokyo Electric Power Company/TEPCO) 和山梨县在内的 8 个合作伙伴,致力于在整个价值链上发展大规模绿氢生产。
出口先生表示: “项目参与方的共同愿景是利用可再生能源产生的电力,通过电解水生产绿氢,并将得到的绿氢作为能源的运输媒介。这包括在氢能的消耗使用场所重新将其转化为电力,或通过‘行业耦合’(sector coupling) 的概念将氢用于供暖、运输燃料和工业应用。”值得关注的是,行业耦合 (sector coupling)(即电力和燃料生产商与能源消费者的无缝整合)有可能在 2050 年前将二氧化碳排放量降低 60%。
变革民生
氢不仅有助于缓解气候变化和资源枯竭,还可以在许多其他方面造福社会。它不仅可以减少空气污染和提高城镇的健康环境,还可以凭借其储存可再生电力的性能优势,更好地保障能源安全。氢还有助于粮食安全,为农民和食品制造商生产源源不断的能源。
东丽的尖端材料同样满足了重要的社会需求。波音公司 (Boeing) 的 787 飞机使用该公司的碳纤维复合材料作为主承力结构材料,降低了飞机重量,提高了 20% 的燃油效率,扩大了 30% 的舷窗面积,并使机舱更加安静和保持舒适的湿度。同样,全球服饰零售商优衣库 (Uniqlo) 也在其开创性的冬季轻薄保暖产品系列 HEATTECH 中,采用了东丽的高性能合成纤维。
当评估氢在应对气候变化和资源枯竭上的应用潜力时,有两个因素决定了这种气体在短期内的可行性: 生产成本和基础设施的可及性。东丽在这两方面都处于领先地位。出口先生满怀热情地表示: “东丽一直以服务社会为原则,我们坚信材料拥有改变生活的力量。我们认识到,解决包括气候变化等的全球环境问题,和确保安全卫生的生活环境,将是未来几十年最大的社会挑战。”