日本氢能大动作！日本首相称将于5月末修改2017年制定的“氢能基本战略”

文章来源：央视新闻、联合早报、财联社、全球氢能，封面图源视觉中国

近年来，全球氢能呈快速发展态势，当前，全球已有30余个国家和地区制定了全面的国家氢能战略，提出了氢能发展和利用的中长期目标，绿氢有望成为未来的核心燃料。

4月4日，日本政府再度表示要在2030年实现氢能源技术商业化，同时未来15年将在这一领域投入15万亿日元（约7875亿元人民币），以推动日本企业在氢能源技术领域投资。

图源The japan times

据日本共同社4日报道，日本首相岸田文雄当天在首相官邸召开的会议上称，为扩大氢能导入，将于5月末修改氢能基本战略，同时还强调了加快投资建设国际供应链的必要性。

岸田提出将修改2017年制定的“氢能基本战略”。岸田在会议上说：“为应对可再生能源和氢能领域激烈的国际竞争，我们有必要加快相关投资，推进我们的脱碳计划。”

修正案写明，被视为下一代能源的氢的供应量将从当前的200万吨扩大，到2040年达到6倍的1200万吨左右。围绕氢的稳定供应，生产成本和基础设施方面存在诸多课题，国际竞争日益激烈。日本官方和民间将在今后15年里投资共计15万亿日元（约合人民7850亿元），在政府主导下完善去碳化环境，包括支持打造氢基地，以及建设电解制氢所需的水电解槽设施。

日本氢能发展

在全球首20个拥有最多氢能专利的机构当中，日本企业和机构占了八个，丰田汽车排在首位。同时，松下、京瓷等也掌握了相关技术的专利。日本当局若能主导氢能的供应链建设，就能以低价格来推进氢能源商业化。此外，日本当局也希望在“清洁氢能”的全球标准制定方面发挥更积极的作用。

日本从1980年代开始探索氢作为下一代能源。日本官方2008年主导研发氢能源汽车，汽车业龙头老大丰田2014年推出世界第一款氢燃料量产车。2017年，日本制定“氢基本战略”，日企也积极争取氢能源专利。目前，日本在使用氢能源的运输技术上已走在世界前列，例如川崎重工推出了世界上第一艘使用液态氢的运输船。

川崎重工，图源New Atlas

日本氢能发展主要集中在氢的生产、运输(储藏)和应用方面。从目前的情况看，其氢能的来源主要还是从天然气、石油、煤炭等化石能源加工过程中的副产品获得，电解氢只占4%。氢的储藏和运输主要有液态氢、有机氢化物和氨三个方法，达到使用部门后，先经过气化或脱氢的步骤，产生氢气供利用。

日本制定的氢能发展主要路径包括三个：

(1)从海外化石燃料利用碳捕获和储存(CCS)技术或可再生能源电解实现低成本零排放制氢；

(2)加强进口和国内氢运输、分配基础设施建设；

(3)促进氢在汽车、家庭热电联供和发电等各个部门的大量应用。

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日本“基本氢能战略”的主要内容

2017年12月26日，日本公布了“基本氢能战略”，意在创造一个“氢能社会”。该战略的主要目的是实现氢能与其他燃料的成本平价，建设加氢站，替代燃油汽车(包括卡车和叉车)及天然气及煤炭发电，发展家庭热电联供燃料电池系统。鉴于日本的资源状况，日本政府还将重点推进可大量生产、运输氢的全球性供应链建设。基本氢能战略还设定了2020、2030、2050及以后的具体发展目标。

这一战略显得雄心勃勃，但最终的成功取决于氢能成本、竞争力及无碳氢燃料的获得性，目前在日本国内外进行的诸多跨部门氢能试点项目的成败显得尤为重要。在这些试点中起步较早的燃料电池汽车和家用热电联产项目已经初见成效，增强了日本氢能发展的信心。

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燃料电池汽车

燃料电池从19世纪初就已存在，1966年美国通用公司生产出了全球第一个燃料电池汽车，速度可以达到70英里/小时，行驶里程150英里。但由于成本太高，又缺乏加氢设施，这辆车仅用于通用汽车的燃料电池展示和博物馆展览。日本在1973年石油危机后就成立了“氢能源协会”，以大学研究人员为中心开展氢能源技术研发。1981年，日本通产省在“月光计划”(节能技术长期研究计划)中，启动了燃料电池的开发。20世纪90年代，丰田、日产和本田等汽车制造商也开始了燃料电池车研发。1993年，由“新能源和产业技术综合开发机构”(NEDO) 牵头，设立了为期10年的“氢能源系统技术研究开发”综合项目，由国家科研机构和民间会社共同参与，涉及氢气生产、储运和利用等全过程。

2002-2010财政年度，日本经济、贸易和产业省资助了“燃料电池系统示范研究”项目，涵盖“燃料电池车的示范研究”和“氢基础设施示范研究”两个主题。研究内容包括氢能生产基础数据收集、燃料电池车性能、环境特征、能源效率和安全性等方面，并与其它部门共享这些数据。项目分两个阶段实施，2002-2005财年是第一阶段，2006-2010是第二阶段。日本汽车研究所、日本工程促进会、日本石油能源中心、日本天然气协会先后主持了这两个阶段的研究，丰田、本田、三菱、尼桑等日本主要汽车制造商都拿出自己的主要燃料电池车型加入了研发。同时，日本各地有15个加氢站也参与其中。

这些项目的实施对日本燃料电池汽车的发展起到了巨大的推动作用。2014年12月丰田推出了Mirai车型，2016年3月本田推出Clarity车型，它们的实际驾驶距离都超过500公里，成为全球燃料电池汽车的主打产品之一，目前正在向公共汽车、重型卡车和叉车等领域拓展。2018年日本全国的燃料电池汽车为2500辆，加氢站100个。

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家用热电联供

ENE-FARM是日本氢能在居民住宅中应用的尝试，通过将氢气注入燃料电池中发电，同时用发电时产生的热能来供应暖气和热水，形成微型热电联供系统。目前主要有固体高分子型燃料电池(PEFC)和固体氧化物型燃料电池(SOFC)两种类型，生产700瓦和1000瓦发电量的产品，能够满足部分电力需求和全部的热水需求。

早在1992年，日本就开始了针对燃料电池的质子交换膜进行基础研发，探索氢能在住宅中的应用。2001年开始进行小规模固体高分子型燃料电池(PEFC)的研发和示范，2009年，固体高分子型燃料电池(PEFC)热电联供系统正式上市销售，2011年固体氧化物型燃料电池(SOFC)热电联产系统也上市销售。

由于技术的不断改进，自上市以来，SOFC和PEFC的价格分别下跌了约43%和70%。然而，要实现设定的数百万的安装目标，还需要进一步降低成本。日本计划到2020年，将PEFC系统的零售成本降至80万日元，将SOFC系统的零售成本降至100万日元，累计安装达到140万台。

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发电及产业领域的应用

日本的三菱、日立电力系统公司和川崎重工业公司都在研究氢的直接燃烧以及与天然气共同燃烧发电技术。在煤气化联合循环(IGCC)中混入50%以上氢能的涡轮机也逐步进入商业化生产。日本政府预测，在未来的几十年里，发电将成为氢能源增长的最大驱动因素，占氢消耗量的64%左右。目前，利用氢能进行大规模发电的技术仍在研究之中，最主要的是解决成本问题。日本政府的目标是到2030年将氢燃料的价格降低到17美分/千瓦时，2050年降为12美分/千瓦时，这样才能与天然气发电进行竞争。

日本当前工业所消耗的几乎所有氢都是化工和钢铁生产过程的副产品排放出来的，最大的氢来源是烧碱工业，为加氢站和其他工厂提供高氢能。但由于烧碱生产正在转向能源效率更高的不排放氢的气体扩散电极法，因此未来氢的供应不能依赖烧碱业。近年来日本更加注重新的氢能生产技术，特别是能够实现无碳排放的氢能生产技术，进行包括电解制氢等新技术的试验。虽然工业需求不会推动日本的氢能经济发展，但它将从无碳排放的所谓绿色氢能的制造成本降低中受益，因为一旦这些绿色氢变得更便宜，产业领域就可以通过改用绿色氢能来减少排放。

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氢能社区试点

日本氢能社会的实现还需要与“智能社区”相结合，利用数字技术、信息和通信技术以及与可再生能源的融合来提高社区服务的质量，同时降低成本和资源消耗，促进经济增长。2011年福岛核事故以后，为应对未来核能可能减少的前景，日本开始资助北九州、横滨、丰田、京阪科学城和福岛等地进行氢能社区建设试点项目。

北九州氢能社区是世界上第一个氢能社区示范项目，其目的是测试从附近一家钢铁厂向住宅、商业和公共设施供应副产品氢的情况。主要内容包括5个方面：

(1)使用管道供应氢；

(2)燃料电池在多个应用程序中的可操作性测试；

(3)燃料电池驱动车辆、小型叉车和自行车等运行；

(4)从燃料电池汽车(FCVs)向家庭供电；

(5)智能社区电力共享。

北九州氢能社区示范项目于2014年结束，后续项目将继续进行，主要是进一步降低氢能成本。

2016年东京市政府推出了针对2020年东京奥运会和残奥会的“氢社会”计划，到2020年将加氢站增加到35个，运行6000辆燃料电池汽车，举办一届清洁的奥运会。他们认为，1964年东京奥运会留下了新干线高速列车系统作为遗产，2020年的东京奥运会将留下一个氢能社会作为它的遗产。

氢气社区还可以产生社会和经济的“溢出效应”，应对诸如经济高速增长时期建造的城市基础设施的老化、区域工业衰退、出生率下降和人口老龄化等日本城乡发展遇到的各种挑战。氢能社区的建设，可以通过氢能的生产和消费等产业链的带动，推动氢能基础设施建设，创造新的产业和就业机会，振兴区域经济。

此外，日本新能源战略也主张推动设备国产化。目前，日本常规太阳能电池板多数在中国生产。日本当局希望下一代电池板以国内生产为主，减少对中国的依赖。

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编辑：戴戴

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