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摘 要：氢和氨是绿色燃料，燃烧时不排出二氧化碳，因此日本大型商社正在加速开发作为下一代燃料的氢与氨，而且大型商社拥有稳定的资源供应和开拓需求的经验，未来将成为氢氨产业的有力参与者。本特集将分2次对日本商社在氢和氨方面的尝试进行详细报道。本文中将主要介绍三菱商事、伊藤忠商事等。
关键字：绿色燃料、氢、氨、制氢、储氢法、有机化学氢化物法、冷却液化法、CCUS技术
氢可用于燃料电池汽车（FCV）、钢铁以及发电等，今后其需求会越来越广。从长期来看，使用可再生能源电解水后得到的“零碳”氢气有望得到普及。
但从中期来看，主流的方法仍是从天然气和煤炭中含有的碳氢化合物中制氢。
2020年三菱商事及其关联公司千代田加工建设、三井物产以及日本邮船参与的国际项目取得了一定的成果。
在2020年3～12月间进行的实证实验中，在文莱生产、储存来源于天然气中的氢，再运往日本，并用于火力发电燃料，成功生产、储存约100吨的氢，可为约2万台FCV加满氢气。
其原理是利用文莱天然气生产过程中产生的碳氢化合物气体制氢。在储存、运输中，使用“有机化学氢化物法”，将氢气与甲苯合成液化，从而将体积压缩到原来的1/500。
使用时，进行“脱氢”，从甲苯与氢的合成物中，再次提取出氢。
有机化学氢化物法是千代田化工的强项。
千代田化工建设、三菱商事以及三井物产位于文莱的氢生产储存项目
氢的液化除以上方式外，还有冷却液化法（液化氢）。
此方法可将体积减少到原来的1/800，但需将温度降到零下253度的超低温，同时，还需要特殊的储存、运输设备。
与此相对，如采用有机化学氢化物法，则可在常温下进行储存、运输。
装有甲苯与氢的合成物的储氢罐也可用现有的货车和集装箱船运送。
日本邮船负责海上运输，三井物产负责技术市场调查，三菱商事负责整体支援。
与甲苯合成的氢可用现有货车运输
千代田化工的前沿业务部长平田智则表示，有机化学氢化物法制氢的社会意义在于“虽然该方法在脱氢时需要投入热能，会对环境产生一定的负荷。但是，因为该方法可以使用现有设备，所以可减少设备建设时的环境负荷。另外，其他储存运输方法方面，液化法的冷却过程，转换成氨的方法中氢和氮合成过程都需消耗能量。因此，从氢供应链（包括建设相关设备在内）整体来看，有机化学氢化物法制氢的环境负荷相对较低。”
文莱项目得到了日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）的资助，于2015年开始，2017～2019年设计、建设、试运行，并于2020年开始示范运行，验证了氢生产和储存的可能性，朝着今后设备的大型化、商业化迈出巨大的一步。
有机化学氢化物法从1980年代开始被业界所提倡，但面临一个难题，即“脱氢”时使用的催化剂在一段时间后便会失去催化作用。因此，很难实现长达数月的连续运行。
千代田化工从2000年代开始致力于催化剂的开发，在2013～2014年的实验中成功运转了1万小时。1年的运行时间为8700小时左右，由此可以看出该公司的催化效果。
千代田化工为使用自主研发的催化剂的储存方法，注册了“SPERA氢”的商标。从目前的技术水平来看，可按照2年的催化剂更换周期设计成套设备，今后技术开发的目标是将更换周期加倍。
工程设备公司历来的标准商业模式是成套设备的EPC（设计、采购、建设）。虽然在完工之前要承担风险，但可实现利益最大化。然而，这种模式容易受材料和人工费上涨的影响，可能存在成本超支的风险，还有可能因工程延迟支付赔偿金。这也是近几年千代田化工陷入经营不善的一个原因。因此，该公司针对SPERA氢，采取的模式是提供技术许可和销售催化剂等“非EPC”业务，以提高收益。
氨可通过氢和空气中的氮合成而制造。
此前，氨一直被用于肥料和工业用途，而近年来用于发电和船舶的“燃料氨”备受瞩目。
原因在于在煤炭火力发电中采用氨气混烧，从而减少二氧化碳排放的技术开发有所进展。
日本东京电力控股株式会社与中部电力各出资50%的合资公司ＪＥＲＡ在今年进行了煤炭火力的氨混烧实验，预计于2020年代后段实现实用化。
日本经济产业省“燃料氨导入官民协议会”于2月8日公布了燃料氨导入进度表，目前日本国内燃料氨导入量几乎为零，计划在2030年导入300万吨，在2050年导入3000万吨。目前氨的内需仅为100万吨左右，因此该进度表意味着巨大的氨气市场将会崛起。
三菱商事出资位于印度尼西亚的利用天然气制氨的Panca Amara Utama公司（简称PAU），正是由于其认为氨的市场规模巨大。基于这个判断，三菱将部署燃料氨业务。
伊藤忠商事也在部署燃料氨业务。
该公司与俄罗斯的irkutsk oil公司共同进行关于氨的制造、储存到输送的全供应链构建的业务调查。
该调查是受石油天然气和金属矿物资源机构（JOGMEC）的委托进行的，该机构主要从事绿色燃料的研究开发。
此次调查的目的是判断利用irkutsk oil公司生产的天然气生产大量的氨，再运输到日本的全供应链的构建是否可行。
擅长制氨工厂的东洋工程设备株式会社也将参与该项目。在制氨工艺中也会产生二氧化碳，但是结合CCUS（二氧化碳的回收、利用、储存）技术，全工艺的二氧化碳排放近乎为零。
伊藤忠商事推进的燃料氨供应链业务调查的概念图
此项调查开展的契机是被伊藤忠称为“从勘探阶段开始参与，提高收益的优良事例”的石油开发业务。
伊藤忠2013年与国际石油开发帝石控股公司共同参与筹划了irkutsk oil和JOGMEC在该地进行的石油勘探。该计划于2016年进入生产阶段，管辖该石油业务的伊藤忠子公司“日本南萨哈石油株式会社”在2020年3月期的利润为77亿日元（约4.62亿元）。此次双方之间的业务调查进一步发展了与irkutsk oil在勘探合作中培养的良好关系，从而开辟了燃料氨业务的新道路。
伊藤忠商事的能源部门部长助理森俊之表示：“对日本来说，从能源安全保障的角度出发，有必要分散氨和氢的来源。俄罗斯能够成为来源之一，其优势在于与日本距离近。”
伊藤忠也在加速开展氢业务。
该公司于2月24日发布消息称，将与日本cokes以及比利时最大的海运企业CMB联合，在九州进行氢气“地产地销”的验证实验。
利用“焦炭”生产过程中产生的氢，用作搭载CMB开发的氢混烧引擎的船舶燃料。伊藤忠负责该计划的管理等工作。
该公司3月26日宣布，将与世界工业煤气巨头法国液化空气集团的日本法人——伊藤忠Enex携手，在日本的大城市圈进行氢供应链构建的业务调查。
具体的计划将在今后制定，目前正在讨论在日本中部地区设立生产据点。
液化空气集团已经在美国建设了日产30吨的液化氢制造设施，该项目计划实现同等程度的生产量。
今后，制氢必须与CCUS结合，但是从技术、选址角度出发，在日本实施的课题仍有很多。
在资源开发从业人员之间，大家关心的焦点是“如何在日本国内实现CCUS”。
翻译：史海燕
审校：李涵、贾陆叶
统稿：李淑珊
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