氢能研发和应用还有诸如成本与价格、供给与储运、安全与管理、灰蓝转绿等环节需要不断改进、创新和完善。
氢能源，作为能源转型、实现碳中和的重要清洁能源、被称为清洁能源的终极能源，越来越受到人类社会的重视，商业价值越来越被看好，驱使各主要经济体加速研发和应用，驱动全球氢能源市场的竞争加速。
美国能源部的《国家清洁氢能战略与路线图》将美国国内的氢能需求分别提升至1000万吨(2030年)、2000万吨(2040年)、5000万吨(2050年)，并将制氢成本分别降至2美元/千克(2030年前)和1美元/千克(2035年前)。
欧盟的《Repower EU规划》提出到2030年实现自产和进口氢能各1000万吨/年，为此通过欧洲氢能银行和投资欧洲计划等多个途径提供融资支持。
此外，澳大利亚、韩国、印度等国家也相继制定了氢能发展战略和规划。
从以上简单介绍的各主要国家发展氢能的势头可以看出，基本形成了“氢能多极世界”的格局。日本作为其中一极，具有很强的实力。本文通过梳理日本氢能的研发和应用情况，考察日本氢能研发和应用的趋势。
日本官产学通力推动氢能研发和应用
资料显示，日本早在1973年就成立了“氢能源协会”，并先后制定实施了“阳光计划”(1974~1992年)、“月光计划”(1987~1992年)、“新阳光计划”(1992~2002年)。这些计划主要是大学科研人员与企业共同研发，涉及制氢技术、燃料电池和液化储氢等领域。
2013年，《日本再复兴战略》首次把发展氢能源提升为国策，并启动了建设加氢站的前期工作，开启了官产学通力发展氢能源、建设“氢能社会”的进程。
2014年，日本政府修改《日本再复兴战略》，提出建设“氢能社会”愿景。同年，在《第四次能源基本计划》中将氢能定位为与电能和热能并列的核心二次能源，并公布了《日本氢和燃料电池战略路线图》。
2015年，时任政府首相安倍晋三在国会首次以施政演说方式表达了实现“氢能社会”的决心，提出要推动加氢站等氢能商业化进程。同年，日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)发布《氢能源白皮书》，将氢能定位为发电的第三支柱。
2017年12月，日本政府制定了《氢能源基本战略》，要求汽车、大客车等领域扩大氢能的应用，并提出2030年前实现氢能发电。
2018年7月，日本政府出台《第五次能源基本计划》，将氢能作为解决电力和运输脱碳问题的“最佳组合”之一。
2019年3月，日本经济产业省发布了修改后的新版《氢能与燃料电池路线图》，对于燃料电池技术、氢供给链以及水电解技术等方面作了重点规划，提出优先发展车载燃料电池、固定燃料电池、水制氢等项目，要求到2030年左右提高氢能在能源结构中的占比，全面引进氢能发电;2050年左右实现家庭完全使用零碳氢气(绿氢)。
此次修改的“路线图”还对于氢能相关价格提出具体要求：一是2025年前氢燃料电池汽车与混合动力汽车的差价不大于70万日元，二是燃料电池系统的造价降至5000日元/KW，三是储氢罐造价降至30万日元。
2023年4月4日，首相岸田文雄在普及可再生能源会议上表示，要进一步修改氢能战略。《氢能源基本战略》修订案将氢能供给量由现在的200万吨/年分别扩大至1200万吨(2040年)、2000万吨(2050年)，并提出加速解决生产成本、基础设施等瓶颈问题,应对日益激烈的国际竞争等发展目标。为此，今后15年内官方和民间合力投资15万亿日元(约合7850亿元)，旨在引导和鼓励民间企业积极投入建设“氢能社会”的行动。
从以上简单梳理的日本氢能研发和应用的沿革可以看出，日本的氢能研发和应用启动早，在政府发展氢能的各项政策、规划和措施引导和支持下，企业和研究机构积极投入氢能研发和氢能推广应用，推进氢能商业化进程，形成官产学通力发展氢能之势。
绿氢——清洁能源的发展趋势
近年以来，面对潜力巨大的氢能市场和各国发展氢能的竞争压力，日本政府、研究机构和企业行动力度不断加大，氢能综合实力不断增强，具有领先世界的发展趋势。
在不久前的七国气候能源环境部长会议期间，日本经济产业相西村康稔向各国的与会者推介了日本研发氢能的典型项目——丰田汽车公司的水电解制氢装置、初创企业使用小型设备制氢的技术以及川崎工业公司建造的世界首艘液态氢运输船，展现了日本在氢能源领域的实力和自信。
水电解制氢装置是由电解槽、氢(氧)气液分离器、氢(氧)气液冷却器、氢(氧)气液洗涤器等设备组合的统称。也就是由电分解水，再从中获取氢。
虽然氢能在释放能量的过程中没有碳排放，属于清洁能源，但是根据制氢原料的不同，所制取的氢能分为灰氢、蓝氢、黄氢和绿氢。因为制氢过程排放二氧化碳，灰氢和蓝氢不应该属于零碳能源(正在不断研发采用深埋储存(CCS)等方法来处理所排放的二氧化碳)，所以如果说百分之百清洁、安全的氢能，非绿氢莫属。丰田的水电解制氢装置使用太阳能、风能等可再生能源的电力，因此所产出的氢能属于绿氢。笔者通过以下两个方面来考察日本发展绿氢的趋势。
一是能源结构。
众所周知，日本是世界第五大能源消费国，又是90%以上的能源需要进口、能源资源匮乏的国家。俄乌冲突充分暴露出日本能源供给的“软肋”问题。因此，日本将确保能源供给作为国计民生的第一要务，长期以来致力于能源“开源节流”。
日本政府2021年公布的第6版《能源基本计划》首次提出“最优先”发展可再生能源，提出大幅提高可再生能源发电量比例，到2030年将占比由第五版的22%至24%提升至36%至38%。扩大可再生能源发电量的占比为水电解生产绿氢提供了用电保障。
氢能以其便于储运的优点可以将太阳能的光电、风能的风电、水能的水电转换成氢能从偏远、不方便的地方远距离、无损耗地储运至使用地，从而优化、提高绿色能源的使用效率。
由此可见，以绿氢促进绿电的增供，并“反哺”绿氢，二者相得益彰地改善可再生能源的结构，并进一步提升可再生能源的占比。
二是市场规模。
目前全球氢能市场规模为1350亿美元(约合16.2667万亿日元)。关于未来全球氢能市场的规模，专家和业界都有预测。
高盛集团预测，到2050年氢能的市场规模可达到1万亿美元(约合130万亿日元)。按照这个预测，今后30年市场规模将增长8倍以上。
日本专家和地慎太郎预测，到2050年全球绿氢产量将达到88千兆瓦，绿氢的市场规模将达到4.4万亿日元\年(100日元约合0.75美元)。
以上预测是可见的数字，而随着制氢技术被不断创新，随着氢能的应用领域被不断拓展，氢能的产量和市场的规模尚有巨大潜力，很可能大幅超出相关预测。
仅从日本的氢能研发和应用看，除汽车、高铁、飞机、轮船等运输领域外，还在产业、城市建设、发电等其他领域广泛应用氢能，甚至在航天领域研发应用。据报道，本田、丰田与日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)合作探索未来将燃料电池用于宇宙开发，例如登月计划。
当然，氢能研发和应用还有诸如成本与价格、供给与储运、安全与管理、灰蓝转绿等环节需要不断改进、创新和完善。但是，在人类社会的不懈努力下，这些问题不足以阻挡氢能释放巨大潜能。
丰田新任总经理佐藤恒治4月23日对媒体表示，丰田将在推动普及业已成熟的电动汽车的同时，着眼未来提高商用燃料电池汽车的产量，并继续研发目前用于赛车领域的氢发动机技术，深化与不同行业、不同国家合作伙伴的协助关系，共同促进氢能源利用和氢能社会建设。
在全球电动汽车热潮下，日本乃至世界主要经济体的政府、研究机构和企业正在锲而不舍地投入包括氢能汽车在内的氢能研发和应用，并且正在形成合作与竞争的世界氢能多极格局。日本是这一格局中的重要一极，具有领先优势。
有日本学者认为，目前日本拥有世界最大的水电解装置制氢及其领先世界的最高水平核心技术。日本正在以其研发和应用的优势构建氢能供给链，并进军国际市场，典型项目是，2022年4月成功在澳大利亚制氢并运输日本。
通过以上观察能源结构氢能市场可以预测日本发展绿氢能源的趋势：既要提高可再生能源占比，提高自给能源占比;又要在世界氢能多极格局中越做越强，保持领先，甚至“称霸”。
5月22日至26日，世界氢能技术大会将在佛山举行，以“氢能与双碳：从现在到未来”为主题，聚焦双碳战略下全球氢能领域的最新产品、技术及装备，以及氢能在交通、能源、化工、冶金、建筑等领域的应用。
期待这次大会能够进一步推动世界氢能的研发和应用，优化产业链和供给链，促进“氢能多极世界”的合作与发展，使氢能不断贡献碳中和，不断造福地球与人类。 (作者系独立研究学者、法学博士)
来源：一财网
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