日本政府在《能源基本計(jì)劃》中將氫能源定位為與電力和熱能并列的核心二次能源，并提出建設(shè)“氫能社會(huì)”的愿景，希望通過氫燃料電池實(shí)現(xiàn)氫能在家庭、工業(yè)、交通甚至全社會(huì)領(lǐng)域的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)真正的能源安全以及能源獨(dú)立。

在氫能專題系列(一)《未來能源主角：氫能發(fā)展歷程與產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂怼分?，我們?cè)敿?xì)探索了氫能源被譽(yù)為“終極能源”的原因、性質(zhì)、發(fā)展進(jìn)程以及產(chǎn)業(yè)鏈情況。

作為專題系列的第二篇，本文將關(guān)注世界氫能發(fā)展的領(lǐng)頭羊——日本，探討日本建設(shè)“氫能社會(huì)”的歷史進(jìn)程、發(fā)展戰(zhàn)略、發(fā)展現(xiàn)狀以及現(xiàn)實(shí)意義。

一、歷史進(jìn)程

1973年10月，第四次中東戰(zhàn)爭(zhēng)導(dǎo)致第一次石油危機(jī)爆發(fā)。世界各國強(qiáng)烈感受到能源安全對(duì)國家乃至世界經(jīng)濟(jì)政治以及社會(huì)生活的重要性。同年，日本成立“氫能源協(xié)會(huì)”，以大學(xué)研究人員為中心開展氫能源技術(shù)研發(fā)。

1981年，日本啟動(dòng)了燃料電池的開發(fā)。相比于美國13年前(即1968年)就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了氫能源技術(shù)的應(yīng)用(將強(qiáng)堿性燃料電池應(yīng)用于阿波羅號(hào)宇宙飛船上)，日本在氫能源技術(shù)利用的起步階段落后了一大截。

1990年代，豐田、日產(chǎn)和本田汽車制造商啟動(dòng)燃料電池車的開發(fā)，同時(shí)三洋電機(jī)、松下電器和東芝公司也啟動(dòng)了家庭燃料電池的開發(fā)。燃料電池車和家用燃料電池發(fā)展至今，也成為了日本市場(chǎng)應(yīng)用最廣泛，世界范圍內(nèi)技術(shù)最領(lǐng)先的產(chǎn)品。

資料來源：《國際石油經(jīng)濟(jì)》

談到日本的氫能源發(fā)展，就不能不提NEDO機(jī)構(gòu)。NEDO，全稱The New Energy and Industrial Technology Development Organization，名為日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)，是日本最大的公立研究開發(fā)管理機(jī)構(gòu)，承擔(dān)著日本的一部分經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)行政業(yè)務(wù)，主要目標(biāo)是負(fù)責(zé)解決能源和環(huán)境問題以及促進(jìn)科技產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。

日本政府對(duì)氫和燃料電池的技術(shù)開發(fā)支持主要以向NEDO投入專項(xiàng)科研經(jīng)費(fèi)為主。據(jù)悉，2010年至2015年間，NEDO共接受政府投入高達(dá)529.8億日元。

NEDO對(duì)燃料電池的研究從1981年開始，主要包括磷酸燃料電池(PAFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和固體高分子燃料電池(PEFC)。除燃料電池之外，NEDO還進(jìn)行氫能源利用相關(guān)的技術(shù)開發(fā)，并以東京、名古屋、大阪和福岡為中心，在2015年建成約100座加氫站。此外，NEDO也對(duì)氫發(fā)電技術(shù)以及制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫等與氫全產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的新技術(shù)進(jìn)行研究和開發(fā)。

二、發(fā)展戰(zhàn)略

1、國家戰(zhàn)略

日本主要的國家戰(zhàn)略有《日本再復(fù)興戰(zhàn)略》、《能源基本計(jì)劃》和《氫能/燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖》。

2013年，安倍政府推出的《日本再復(fù)興戰(zhàn)略》，把發(fā)展氫能源提升為國策，并啟動(dòng)加氫站建設(shè)的前期工作。在第4次《能源基本計(jì)劃》中，日本政府將氫能源定位為與電力和熱能并列的核心二次能源，并提出建設(shè)“氫能社會(huì)”的愿景。

2014年，在日本經(jīng)濟(jì)貿(mào)易產(chǎn)業(yè)省成立的氫能/燃料電池戰(zhàn)略協(xié)會(huì)對(duì)外公布的《氫能/燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖》中，詳細(xì)描述了氫能源研發(fā)推廣的三大階段以及每個(gè)階段的戰(zhàn)略目標(biāo)：

第一階段是從當(dāng)前到2025年，快速擴(kuò)大氫能的使用范圍;

第二階段是2020年中期—2030年底，全面引入氫發(fā)電和建立大規(guī)模氫能供應(yīng)系統(tǒng);

第三階段從2040年開始，確立零二氧化碳的供氫系統(tǒng)。

此外，日本政府為促進(jìn)燃料電池的普及使用，對(duì)燃料電池車購買、家庭用燃料電池系統(tǒng)以及加氫站建設(shè)均進(jìn)行補(bǔ)貼。截至2014年12月，日本政府共計(jì)為家庭用燃料電池系統(tǒng)以及燃料電池補(bǔ)貼投入766.9億日元。

2.企業(yè)戰(zhàn)略

除了政府之外，日本企業(yè)對(duì)燃料電池的建設(shè)也十分積極。

2015年10月15日豐田汽車對(duì)外公布《豐田環(huán)境挑戰(zhàn)2050》。豐田計(jì)劃，于2020年以后，豐田燃料電池車(FCV)在全球的年銷量達(dá)到3 萬輛以上;在燃料電池大巴(FCB)方面，于2016年內(nèi)以東京為中心引進(jìn) FCB，為2020年東京奧運(yùn)會(huì)及殘奧會(huì)預(yù)備 100多輛FCB;此外，2050年全球新車平均行駛過程中CO2排放量與2010年相比，削減90%。

三、發(fā)展現(xiàn)狀

目前，日本的燃料電池在商業(yè)化應(yīng)用方面世界領(lǐng)先，主要有家庭用燃料電池?zé)犭娐?lián)供固定電站、業(yè)務(wù)用/產(chǎn)業(yè)用燃料電池以及燃料電池車。

1.家用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)ENE-FARM

日本家用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)ENE-FARM是一種燃料電池在家庭中高效利用的能源系統(tǒng)。它通用天然氣重整制取氫氣，再將氫氣注入燃料電池中發(fā)電，同時(shí)用發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的熱能來供應(yīng)暖氣和熱水，整體能源效率可達(dá)90%。

與傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)相比，ENE-FARM可以將大型熱力發(fā)電廠很難利用的廢熱有效的加以利用，從而大幅度的提高能源利用效率;與可再生能源(太陽能、風(fēng)能等)發(fā)電系統(tǒng)相比，ENE-FARM不受天氣限制，可在任意時(shí)間發(fā)電。此外，ENE-FARM安裝在家里，不依賴現(xiàn)有電網(wǎng)，可在大規(guī)模停電時(shí)應(yīng)急使用，并且?guī)缀鯖]有輸電損失。