12月8日，第13屆中日節(jié)能環(huán)保綜合論壇在東京舉行。兩國(guó)政府、機(jī)構(gòu)和知名企業(yè)代表等800多人圍繞氫能等多個(gè)領(lǐng)域展開充分交流，雙方共簽署了包括氫能源在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域26個(gè)合作項(xiàng)目。
國(guó)發(fā)能研院、綠能智庫(kù)了解到，日本氫能產(chǎn)業(yè)具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過多年發(fā)展，相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)展受到廣泛關(guān)注，一些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國(guó)高質(zhì)量發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)具有較好的借鑒意義。
頂層設(shè)計(jì)推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展
日本政府層面一直高度重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，如表1所示，近年來陸續(xù)提出明確的氫能戰(zhàn)略和發(fā)展路線圖。
表1 近年來日本政府氫能戰(zhàn)略與路線圖
2013年，日本政府推出的《日本再?gòu)?fù)興戰(zhàn)略》，把發(fā)展氫能源提升為國(guó)策。2014年，在第四期《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。同年，日本對(duì)外公布《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)。
2017年，日本政府發(fā)布了《氫能源基本戰(zhàn)略》，為全球首例。戰(zhàn)略提出了2050年愿景和2030年行動(dòng)計(jì)劃，在氫的供應(yīng)和氫能利用方面提出詳細(xì)的目標(biāo)。
表2 日本《氫能源基本戰(zhàn)略》目標(biāo)
同時(shí)，日本政府也在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中給予必要的資金扶持。在研發(fā)方面，僅2010年-2015年間，日本政府向日本新能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）投入資金達(dá)529.8億日元，2017年日本經(jīng)產(chǎn)省對(duì)包括燃料電池、加氫站、氫能供應(yīng)鏈3個(gè)方向的研發(fā)補(bǔ)貼共計(jì)129億日元。
應(yīng)用推廣補(bǔ)貼政策方面，據(jù)了解，日本對(duì)購(gòu)買燃料電池車的消費(fèi)者提供的購(gòu)車補(bǔ)貼約占購(gòu)車款的30%，加氫站也可獲得一定的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼。另?yè)?jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，2017年全年日本政府為氫能和燃料電池提供的資金總額超過390億日元補(bǔ)貼。
國(guó)發(fā)能研院、綠能智庫(kù)認(rèn)為，國(guó)家層面明確氫能源戰(zhàn)略定位、配合推出氫能產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略方向和目標(biāo)，并不斷更新發(fā)布實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略目標(biāo)的路線圖，都對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)前期培育和健康發(fā)展具有重要的指引作用。
產(chǎn)官學(xué)融合催生發(fā)展動(dòng)力
日本政府有專門的氫能主管部門，即經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省節(jié)能與新能源部新能源系統(tǒng)課氫與燃料電池戰(zhàn)略室。2013年，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省還成立了由行業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和政府各界代表廣泛參與的氫能與燃料電池戰(zhàn)略協(xié)會(huì)，開展氫能源政策、技術(shù)和發(fā)展方向等的研究。
研發(fā)方面，日本政府通過向官方新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）投入專項(xiàng)科研經(jīng)費(fèi)來支持氫和燃料電池的技術(shù)開發(fā)工作。NEDO根據(jù)專業(yè)評(píng)估將相當(dāng)?shù)目蒲薪?jīng)費(fèi)撥付企業(yè)并委托進(jìn)行相應(yīng)項(xiàng)目的研究。這些措施使政府資金得到有效利用，有利于解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展前期研發(fā)資金短缺的問題，并有力促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。
除了官方機(jī)構(gòu)支持外，日本氫能產(chǎn)業(yè)還通過成立專項(xiàng)專業(yè)協(xié)會(huì)來促進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的提升、標(biāo)準(zhǔn)工作的完善和商業(yè)化的開展，并成為產(chǎn)官學(xué)溝通互動(dòng)的渠道，促進(jìn)了重大政策和規(guī)劃的科學(xué)性與有效性。
燃料電池商業(yè)化促進(jìn)委員會(huì)（FCCJ），成立于2001年，致力于民營(yíng)企業(yè)參與研究和討論燃料電池實(shí)際應(yīng)用和推廣，目前共有113家企業(yè)和機(jī)構(gòu)加入。該協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)向日本政府提出政策建議、進(jìn)行專業(yè)調(diào)查研究并充分為成員搭建信息平臺(tái)。2002年起參與審查與氫燃料電池技術(shù)發(fā)展有關(guān)的問題并提供技術(shù)發(fā)展路線圖的提議，并提議對(duì)燃料電池和氫基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行監(jiān)管改革。
氫供給利用技術(shù)協(xié)會(huì)（HySUT）成立于2016年，目前成員包括44家公司和2個(gè)團(tuán)體。該協(xié)會(huì)專注在氫能源的供給和利用領(lǐng)域，保障日本氫能源的穩(wěn)定安全供給。日常工作中，該協(xié)會(huì)通過參與NEDO項(xiàng)目從事加氫站相關(guān)技術(shù)開發(fā)，通過ISO/TC197國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織氫能技術(shù)委員會(huì)參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作，通過需求調(diào)研和安全性研究支持商用加氫站充裝站并提高其可靠性。
為解決加氫站建設(shè)投入巨大而營(yíng)收不能獨(dú)立的短板，擴(kuò)大加氫站普及范圍，2018年2月由多家企業(yè)發(fā)起成立日本加氫站網(wǎng)絡(luò)合同會(huì)社（JHyM），目前參與企業(yè)23家，包括氫燃料電池汽車廠商、基礎(chǔ)設(shè)施商和金融機(jī)構(gòu)，協(xié)作推進(jìn)加氫站建設(shè)和高效運(yùn)營(yíng)，促進(jìn)加氫站業(yè)務(wù)獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，致力于推進(jìn)形成氫燃料電池汽車和加氫站的良性循環(huán)的商業(yè)模式。
JHyM的業(yè)務(wù)期設(shè)定為10年，把到2022年3月建設(shè)80座加氫站作為一期目標(biāo)。配合日本政府，完成日本加氫站的戰(zhàn)略性布局；同時(shí)降低成本，促進(jìn)加氫站的高效運(yùn)營(yíng)。
國(guó)發(fā)能研院、綠能智庫(kù)認(rèn)為，官方、機(jī)構(gòu)、企業(yè)發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)并充分互動(dòng)，對(duì)解決氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重大問題至關(guān)重要。
為降低加氫站和氫燃料電池汽車成本，2017年6月，日本內(nèi)閣通過了相關(guān)事項(xiàng)，提出“氫氣和燃料電池汽車相關(guān)法律法規(guī)在公開場(chǎng)合探討”，8月開始專項(xiàng)會(huì)議公開討論，總務(wù)省、厚生勞動(dòng)省、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省和國(guó)土交通省等主管政府部門和機(jī)構(gòu)、企業(yè)等專家廣泛參與，推動(dòng)法律法規(guī)的科學(xué)調(diào)整。
多元化應(yīng)用技術(shù)為氫能發(fā)展奠定基礎(chǔ)
作為產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的突破口，日本大力發(fā)展氫能多種利用的研究和市場(chǎng)推廣，在氫燃料電池汽車、民用氫燃料電池和氫能分布式發(fā)電等領(lǐng)域取得了技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并在一些領(lǐng)域形成了一定規(guī)模，為構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的氫能經(jīng)濟(jì)奠定了基礎(chǔ)。
交通領(lǐng)域，日本選擇了氫燃料電池乘用車市場(chǎng)，經(jīng)過多年發(fā)展，豐田MIRAI和本田CLARITY在技術(shù)上已保持領(lǐng)先。截止2019年9月，日本國(guó)內(nèi)合計(jì)售出3492輛。加氫站建設(shè)也領(lǐng)先全球，目前商業(yè)化應(yīng)用的加氫站總數(shù)達(dá)109座，基本構(gòu)建起關(guān)東、中部、關(guān)西和九州幾個(gè)聚集區(qū)。
圖1 日本加氫站分布圖（來源：HySUT）
表3 日本加氫站與氫燃料電池汽車（FCV）數(shù)量分布
（數(shù)據(jù)來源：HySUT）
家用燃料電池項(xiàng)目（ENE-FRAM）從2009年開始，目前共累計(jì)推廣約29萬套，每套設(shè)備售價(jià)下降明顯，從2009年超過300萬日元降低到2018年不足100萬日元，政府補(bǔ)貼也從140萬日元下降到6萬日元。該系統(tǒng)采用熱電聯(lián)產(chǎn)模式，固體高分子型燃料電池（PEFC）綜合效率高達(dá)97%，700W功率可基本滿足一般家庭60%-90%的用電，還可滿足熱水等需求。
圖2 日本家用燃料電池銷售數(shù)量及價(jià)格
（數(shù)據(jù)來源：METI）
在氫能發(fā)電技術(shù)方面，日本成功開發(fā)1MW級(jí)氫燃燒發(fā)電技術(shù)，氫混燒率可從0%-100%，并在2018年率先投運(yùn)了100%氫燃燒城市熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目。同時(shí)，日本也開發(fā)了500MW級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)火力發(fā)電站氫混燒技術(shù)，已實(shí)現(xiàn)氫混燒率在20%以下時(shí)的穩(wěn)定燃燒發(fā)電。這些技術(shù)對(duì)未來擴(kuò)大氫能利用和逐步取代燃煤電廠基荷電源具有重要意義。
日本氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展所取得的經(jīng)驗(yàn)和成果值得我們認(rèn)真研究和借鑒，同時(shí)，一些教訓(xùn)也需要關(guān)注。相比乘用車市場(chǎng)，氫燃料電池技術(shù)更適合商用車、船舶和機(jī)車等特殊交通領(lǐng)域；而家庭燃料電池系統(tǒng)總成本高，原料供應(yīng)不便，國(guó)內(nèi)可考慮更多可行的清潔能源技術(shù)。
國(guó)發(fā)能研院、綠能智庫(kù)認(rèn)為，日本氫能產(chǎn)業(yè)很多經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)值得我們充分借鑒和學(xué)習(xí)，與日本在氫能領(lǐng)域展開多方面合作也非常重要。但我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)應(yīng)堅(jiān)持研究開發(fā)自主可控的核心技術(shù)體系，并結(jié)合國(guó)內(nèi)資源稟賦與能源戰(zhàn)略明確氫能國(guó)家相關(guān)頂層設(shè)計(jì)，加強(qiáng)氫能制、儲(chǔ)、運(yùn)、加注和利用等多領(lǐng)域的研究利用，找準(zhǔn)符合自身特點(diǎn)的抓手和突破口，推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)步的發(fā)展。
