为破解能源发展中过度依赖海外化石能源、可再生能源发展瓶颈的制约、核电站修复与重启的困难以及减排目标压力大等诸多难题，日本提出了构建“氢能社会”的国家战略及发展路线图。

日本氢能开发及利用已经有近48年的历史，具体可分为三个阶段：

第一阶段：20世纪70年代～90年代末期。70年代经历石油危机之后，始于1974年的“阳光计划”及其后的“月光计划”均将氢能与燃料电池列入计划的重点研发课题，此阶段日本氢能发展以基础研究为主；但在1993年～2002年实施“氢能利用国际能源网络”项目（WENET）时，开始了第一次氢能开发热潮。

第二阶段：2002年～2011年。于2001年1月出台的《燃料电池实用化战略研究会报告书》，标志日本氢能产业发展目标重点从由大规模利用海外可再生能源制氢，再运往日本用作发电燃料的构想，转向氢燃料电池的开发和实际应用。从2002年～2011年实施了日本氢能和燃料电池项目(JHFC），重点检验了燃料电池和加注技术的可靠性。

第三阶段：2012年～至今。日本逐渐掀起第三次氢能开发和利用的高潮，其标志为2014年“氢能和燃料电池战略路线图”的出台。该路线图详细企划了日本未来氢能产业发展的步骤，为未来日本“零碳能源”的构想提供了实施路径，成为近年来日本氢能计划出台的基础。

日本预计到2030年实现零排放电力占比44%的目标，其中可再生能源在总发电量中的占比要提升到23%，核电占比要下降至21%，二氧化碳排放量下降至9.3亿吨，提高能源自给率到24%。

目前，我国部分地区已经开展氢能源的研发和应用。如上海临港新片区管委会密集发布了关于氢能产业发展、示范应用的规划及支持措施。其中明确提出，到2025年，计划完成1500辆氢燃料电池车辆应用，年氢气供给量不低于1.4万吨。借鉴日本经验，将更加有效地提升产业发展水平，推进长三角“双碳”战略的实施。

一、日本氢能技术的发展

日本要实现“氢能社会”，需要克服的技术课题广泛存在于从基础到实用化以及氢能源制造、运输、储藏和使用等诸多方面，需要产业、研究机构和政府明确分工，共同承担。其中，规模化制氢是氢能源应用的首要基础，目前常用的制氢方法主要有伴生氢、电解水、生物质制氢、高温分解和光催化剂等，每种制氢过程各有优缺点，尤其是存在排放CO2与否等诸多问题，并且受可供应量和成本问题等制约。

日本在发展氢燃料电池汽车和加氢网络上选择了高压氢的技术路径。日本车企在碳纤维方面有着世界领先的技术，可以利用碳纤维材料新技术大幅提高气瓶的耐压性能。

日本支持液氢发展，岩谷产业的液氢市场占有率为100%，目前在日本拥有三座液化工厂（千叶、山口、大阪），液氢总产能达到了20吨/天；川崎重工的氢能产业链布局是为日本打造无碳氢能供应链，通过化石能源结合碳捕捉技术获得氢气，通过电转气技术将可再生电力电解水获得氢气。

截至2015年2月，日本已在首都圈、中京圈、关西圈、北部九州等四大都市圈建成了45座商业化加氢站，其中包括29座固定加氢站、16座移动式加氢站。

日本通过整合相关产业技术资源，实现了制氢、储氢、加氢等基础设施技术与燃料电池汽车技术的同步发展，在氢能环境建设方面同样达到了世界领先水平。例如，JX（日矿石能源）拥有日本最多的炼油厂，有雄厚的制氢、储氢、输氢等系列技术。近年来又在加氢站的整体集成技术及相关装备技术方面做了大量研究，自身或与其它装备供应商合作进行制氢、加氢产品的开发，参加了国内外有关建站标准法规和有关产品标准的制订及修订工作。目前，JX已在东京、埼玉、神奈川、爱知、九州、千叶等地建成22座加氢站，其中包括6座移动式加氢站、2座站上重整制氢固定加氢站、14座外供氢加氢站。

再如KOBELCO（神户制钢）是世界顶级往复式氢压缩机生产企业之一，其制氢工厂用20MPa氢充填压缩机在日本市场所占份额最多。为配合日本燃料电池汽车加氢基础设施建设，KOBELCO开发了一系列具有高技术含量的制氢/加氢专用装备和材料，正在向商业化销售发展。在JX建设的“海老名市中央加氢站”中，成套使用了KOBELCO为其协作研发的高低压压缩机、加注机前置冷却器和氢气储罐等先进新装备。

二、日本氢能市场应用进程与前景

日本提出的所谓“氢能社会”，是指将氢能作为燃料广泛应用于社会日常生活和经济产业活动之中，且氢能将与电力、热力一起构成二次能源的三大支柱。

2017年12月，日本公布了《基本氢能战略》，旨在创造一个“氢能社会”。该战略的主要目的是实现氢燃料与其他燃料的成本平价，建设加氢站，在汽车（包括卡车和叉车）和发电领域实现氢能对传统能源的替代，发展家庭热电联供燃料电池系统。2019年3月，日本政府公布了《氢能利用进度表》，明确至2050年氢能应用的关键目标。

截至2017年3月，日本已有1800辆氢燃料电池轿车和2辆氢燃料电池大巴运营。日本计划在2020年、2025年和2030年分别达到4万辆、20万辆和80万辆燃料电池轿车运营。截止到2019年底，日本共有加氢站已增至130座，每座加氢站服务车辆约30辆。2018年3月，丰田汽车、日产汽车、本田汽车、新日本石油能源、出光兴产、岩谷产业、东京煤气、东邦煤气、日本液化空气、日本丰田通商和日本开发银行共计11家企业联合成立Japan H2 mobility（JHmy）产业联盟，加快推进加氢站的部署。

为保证本土的氢能应用范围，近年来，日本明显加快了创建“氢能社会”的步伐。继“氢能元年”后，根据既定的战略目标和路线图，2020年被定义为“氢能奥运年”，2025年被定义为“氢能走出去年”，2030年被定义为“氢燃料发电年”。

与此同时，为了向世界展示日本的氢能方案，日本政府采取了多种政策措施培育和发展氢能产业：首先是放松管制，降低门槛，跨越各类制度性障碍，激活民间资本对氢能产业的投资。其次是加大技术开发投入，突破关键技术，因地制宜设立氢能示范城市和示范基地。另外还通过绿色电力证书、碳交易制度促进零碳氢燃料的市场交易，以充分反映零碳氢燃料的推广利用和普及，重点对燃料电池和加注站进行补助扶持等。

日本发展氢能初期，补助政策主要包括对于家用燃料电池、燃料电池汽车以及加氢站的补助，这三个补助政策基本上都是从刺激氢能利用的链条上发挥作用。

家用小型热电联产装置（CHP）是日本目前普及率最高的氢能装置。不过这种装置并不是直接采用氢气进行发电，而是将液化石油气或者液化天然气先重整制成氢气，之后通入燃料电池进行反应发电，并将反应的余热用来加热水。

降低氢燃料的价格，增加加氢站的数量，氢燃料价格最终的目标是与汽油价格持平。目前，日本加氢站氢燃料成本的60%为加氢站的建设和经营费用；因此，第一步措施就是要把该比例至少降至50%。日本加氢站的建设费用约为4亿日元～5亿日元（供应能力为340标准立方米/小时的固定式加氢站），因建设材料和标准的不同，比欧美同等加氢站的建设成本高1.5亿日元。除了降低成本，加大建设投资，还要进一步推进箱式加氢站和移动式加氢站的建设，前者成本相对较低且制造氢装置、压缩机、液氢储存罐等主要设备于一体，后者可在不同地区灵活提供服务。

供稿：黄建元 浙江浙能技术研究院有限公司