東京瓦斯株式會社（日本語：とうきょうガス 英語：Tokyo Gas Company,Limited，以下簡稱東京燃氣）是日本最大的天然氣供應(yīng)商，也是世界上最大的民生用燃氣供應(yīng)商，其業(yè)務(wù)涵蓋整個天然氣價值鏈。2016年日本解除對電力市場的管制之后，開始進軍電力零售行業(yè)。目前，東京燃氣有17000多名員工，年銷售天然氣超過150億立方米，年銷售電力140億千瓦時。
進入全新的領(lǐng)域之后，東京燃氣開始從一家天然氣供應(yīng)商，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁?、電、冷、熱多種能源的綜合能源服務(wù)商。下面我們以兩個項目為例，帶大家了解東京燃氣轉(zhuǎn)型中做出努力與成果。
向著零碳社會進發(fā)：
日本一直十分重視氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2016年3月，日本政府宣布了其環(huán)境和可持續(xù)性計劃，并提出“建立氫能社會的倡議”，其中就包括“在2020東京奧運會前使氫能發(fā)電量翻倍”和“為奧運村建立全方位的氫能供應(yīng)系統(tǒng)”兩大目標。
東京燃氣在氫氣輸送、管理上早有豐富的經(jīng)驗。目前，東京燃氣擁有三個加氫站，其中兩個為“本地（on-site）加氫站”，即氫氣直接在加氫站內(nèi)生產(chǎn)。一個為“異地(off-site)加氫站”，即氫氣由其他加氫站運輸而來。東京燃氣的氫氣主要由城市天然氣轉(zhuǎn)化得到，產(chǎn)生的二氧化碳通過碳捕捉與儲存（CCS）技術(shù)儲存，以實現(xiàn)零碳氫能。
東京燃氣的氫氣供應(yīng)鏈 圖片來源：參考資料[1]
*MCH為甲基環(huán)己烷
2017年10月，東京燃氣成立全資子公司“晴海清潔能源（Harumi Eco Energy Co., Ltd）”，助力東京奧運村的建設(shè)。奧運村位于東京中央?yún)^(qū)的晴海（Harumi）地區(qū)，因此又稱為“晴海旗（Harumi Flag）”。整個奧運村占地18公頃，由23棟建筑，5632間公寓組成。預(yù)計到2024年，將有超過12000名居民入住。整個項目的能源設(shè)施將由以東京燃氣為代表的六家公司共同完成。
奧運村概念圖 圖片來源：參考資料[2]
項目計劃在城鎮(zhèn)附近建起一座加氫站，并通過地下管道將氫氣送往五個住宅區(qū)，并將氫氣輸送給各個住宅區(qū)內(nèi)的氫燃料電池發(fā)電機，以滿足居民的用電、用熱需求。同時，加氫站也為城鎮(zhèn)內(nèi)的快速公交系統(tǒng)（BRT）和氫燃料電池車提供氫氣供應(yīng)。加氫站的建設(shè)和運營由JXTGNippon Oil＆Energy公司負責。
氫氣供應(yīng)概念圖 圖片來源：參考資料[2]
東京燃氣負責鋪設(shè)底下輸氫管道，將氫氣送往各個街區(qū)，同時保障氫氣的安全。在地震頻發(fā)的日本，這并不容易。為此，輸氫管道需要額外的防護，并配有監(jiān)測儀器，如地震儀，壓力儀，“一旦在傳感器上檢測到的任何異常讀數(shù)，我們都會關(guān)閉氫氣站的氫氣供應(yīng)?！眮碜詵|京燃氣的能源解決方案部經(jīng)理立木文彥表示。
在氫氣送達各個街區(qū)后，來自松下的氫燃料電池：EneFarm將負責把氫能轉(zhuǎn)化為電能和熱能，供應(yīng)范圍涵蓋所有四個住宅區(qū)，產(chǎn)生的熱水將供應(yīng)給帶足浴休息室的公寓，和帶有共用洗浴設(shè)施的住房。EneFarm的額定發(fā)電效率達到56%。每一個EneFarm能輸出5kW的電力，每六個一組，為一個街區(qū)提供30kW的電力。同時，EneFarm配備有蓄電池和熱水儲水箱，以保證在燃料電池故障及檢修時段內(nèi)的能源供給。城鎮(zhèn)的能源主要由EneFarm提供，還有太陽能、生物質(zhì)能等予以補充，也與傳統(tǒng)電網(wǎng)連接以確保供電安全。
EneFarm 能源利用示意圖圖片來源：參考資料[2]
在這樣一套復(fù)雜的綜合能源系統(tǒng)中，一套相配套的能源管理系統(tǒng)必不可少。此次奧運村項目采用了區(qū)域能源管理系統(tǒng)（AEMS）、街區(qū)能源管理系統(tǒng)(MEMS)、家庭能源管理系統(tǒng)(HEMS)三級能源管理，對城鎮(zhèn)內(nèi)的能耗情況、電池儲能、能源供給進行全方位的監(jiān)控和管理，實現(xiàn)能源的最優(yōu)利用。其中，AEMS會監(jiān)控整個奧運村的能源供給和消耗；MEMS會收集來自燃料電池、太陽能板及電池的數(shù)據(jù)，并監(jiān)控一個街區(qū)的能源供給和消耗，得到的數(shù)據(jù)將反饋給AEMS。AEMS的服務(wù)器能夠分析這些數(shù)據(jù)，報告當前電力負荷的趨勢，并對電力負荷的峰值進行預(yù)測，以盡可能減少對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴。
不只是燃氣，更是綜合能源解決方案服務(wù)商
在燃氣之外，東京燃氣旗下的東京燃氣工程解決方案（Tokyo Gas EngineeringSolutions，TGES）等子公司還運營著多個區(qū)域冷熱電聯(lián)供設(shè)施。其中最具代表性的當屬位于新宿的區(qū)域冷熱聯(lián)供中心。
新宿是日本東京十分繁華的商業(yè)中心，聚集了大量的企業(yè)總部和政府機關(guān)，其在東京的地位相當于外灘在上海的地位。新宿區(qū)域冷熱聯(lián)供中心為新宿區(qū)內(nèi)超過20棟摩天大樓供冷供暖，其制冷功率超過207MW，供暖功率超過173MW，是世界上最大的冷熱聯(lián)供中心。系統(tǒng)通過天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)生的蒸汽通過吸收式制冷裝置轉(zhuǎn)變?yōu)槔淞克椭劣脩籼?，產(chǎn)生的電力則供應(yīng)給東京市政府大樓和新宿公園塔，這為東京市政府大樓的能源可靠性提供了額外保障。
新宿區(qū)域冷熱聯(lián)供示意圖圖片來源：參考資料[5]
2013年起，為了達到更好的運營效率，新宿區(qū)域冷熱聯(lián)供中心開始與周邊的西新宿冷熱聯(lián)供中心分享熱量。這一舉措每年將減少二氧化碳排放3000噸。
在未來，TGES的工程師們還希望將區(qū)域冷熱聯(lián)供與智能能源網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來，創(chuàng)造更為高效的綜合能源系統(tǒng)。通過搭建一張信息網(wǎng)絡(luò)溝通電網(wǎng)、熱網(wǎng)，使得多種能源系統(tǒng)協(xié)同運轉(zhuǎn)成為可能。
TGES構(gòu)想的智能化的熱電聯(lián)供圖片來源：參考資料[4]
參考資料
[1] https://www.tokyo-gas.co.jp/techno/english/category1/13_index_detail.html
[2] https://news.panasonic.com/global/stories/2019/71600.html
[3] https://news.panasonic.com/global/stories/2019/71599.html
[4]https://tokyo-gas.disclosure.site/en/themes/150
[5] http://www.tokyogas-es.co.jp/en/case/dhc/index.html
[6] http://www.tokyogas-es.co.jp/en/business/es3/index.html
