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日本的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀綜述
日本氫能及燃料電池技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用處于世界領(lǐng)先水平，其燃料電池技術(shù)專利數(shù)世界第一，家庭用燃料電池系統(tǒng)商業(yè)化程度較高，燃料電池已經(jīng)開始了規(guī)?；茝V。
1.技術(shù)研發(fā)領(lǐng)先。日本新能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)從1981年開始進(jìn)行燃料電池研究，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），其后進(jìn)行了氫能利用的相關(guān)技術(shù)開發(fā)、燃料電池技術(shù)和可再生能源的儲存、運(yùn)輸技術(shù)研究。日本政府對氫能和燃料電池的技術(shù)研發(fā)支持主要以向日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）投入專項科研經(jīng)費(fèi)為主，同時，豐田、三洋電機(jī)、東芝等公司從20世紀(jì)90年代起就開展了燃料電池車整車及動力技術(shù)的研發(fā)。
日本的豐田和本田是氫燃料電池車的先驅(qū),車輛具體參數(shù)如下表所示。經(jīng)過多年探索，日本燃料電池汽車的功率密度已達(dá)到3.1kW/L,續(xù)航里程達(dá)到650～700km，車載供氫系統(tǒng)技術(shù)路線逐步將儲氫壓力由開始的35MPa發(fā)展到目前的70MPa。其中，豐田已經(jīng)上市的燃料電池車以及本田、日產(chǎn)即將上市的燃料電池轎車均采用70MPa車載供氫系統(tǒng)。
2.氫氣制備仍以傳統(tǒng)能源制氫為主。日本目前主要的制氫方式為工業(yè)副產(chǎn)氫和煤制氫，根據(jù)《氫和燃料電池戰(zhàn)略路線圖》計劃，2030年前日本將實現(xiàn)氫海外進(jìn)口量達(dá)到200億-300億標(biāo)準(zhǔn)立方米。
3.氫氣儲運(yùn)以氣態(tài)為主，同時重視液氫發(fā)展。日本在發(fā)展氫燃料電池汽車和加氫網(wǎng)絡(luò)上選擇了高壓氫的技術(shù)路徑，日本車企在碳纖維方面有著世界領(lǐng)先的技術(shù)，可以利用碳纖維纏繞技術(shù)大幅提高氣瓶的耐壓性能。
日本支持液氫發(fā)展，巖谷的液氫市場占有率為100%，目前在日本擁有三座液化工廠（千葉、山口、大阪），液氫總產(chǎn)能達(dá)到了20噸/天；川崎重工的氫能產(chǎn)業(yè)鏈布局是為日本打造無碳?xì)淠芄?yīng)鏈，通過化石能源結(jié)合碳捕捉技術(shù)獲得氫氣，通過電轉(zhuǎn)氣技術(shù)將可再生電力電解水獲得氫氣。
4.應(yīng)用方面，燃料電池車應(yīng)用普及。截至2017年3月，日本有1800輛氫燃料電池轎車和2輛氫燃料電池大巴運(yùn)營。日本計劃在2020年、2025年和2030年分別有4萬輛、20萬輛和80萬輛燃料電池轎車運(yùn)營。
5.加氫站數(shù)量全球第一。截至2017年底，日本共有加氫站95座，其中移動式加氫站35座，規(guī)劃中的加氫站數(shù)量為13座。
6.家用燃料電池應(yīng)用普及程度較高。家用小型熱電聯(lián)產(chǎn)裝置(CHP)是日本目前普及率最高的氫能裝置。不過這種裝置并不是直接采用氫氣進(jìn)行發(fā)電，而是將液化石油氣或者液化天然氣先重整制成氫氣，之后通入燃料電池進(jìn)行反應(yīng)發(fā)電，并將反應(yīng)的余熱用來加熱水。日本從2009年開始推廣燃料電池到2017年3月，已經(jīng)取得了194710臺的銷量，而隨著技術(shù)的進(jìn)步和成熟，家用燃料電池的成本和售價也在不斷下降，單個燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)的售價從2009年的303萬日元（約合人民幣15.15萬元）下降到2017年的160萬日元（約合人民幣8萬元），成本下降約一半。日本計劃到2020年、2030年分別安裝140萬座和530萬座這種家用微型熱電聯(lián)供燃料電池系統(tǒng)。
由于在研發(fā)及試驗考核方面做了大量工作，日本曾主導(dǎo)2013年6月頒布的世界安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)中燃料電池汽車的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。豐田、本田和日產(chǎn)已經(jīng)形成了氫燃料電池車的聯(lián)盟，通過氫燃料電池車的標(biāo)準(zhǔn)化，間接的要求加氫設(shè)施、其他零部件等和他們的車相一致，日本的氫燃料電池汽車市場已經(jīng)形成了統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。近年來，以日本廠商為中堅，世界主要汽車廠商的燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已經(jīng)建立，為此，歐美主要汽車廠家的技術(shù)路線也將與日本趨同。例如，豐田與寶馬，日產(chǎn)與戴姆勒、福特，本田與通用等，技術(shù)路線將非常接近。
參考文獻(xiàn)：
[1]NIP.Evaluation of the National Innovation Program Hydrogen and Fuel Cell Technology Phase 1[R],2016.
[2]中國氫能源網(wǎng).燃料電池通信電源的應(yīng)用分析[EB/OL].
http://www.china-hydrogen.org/observation/2013-06-20/2582.html.
[3]甄子健.日本燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化技術(shù)及戰(zhàn)略路線圖分析[J].電工電能新技術(shù),2016（7）.
[4]中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院.中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書[M].北京：中國質(zhì)檢出版社,2016.
[5]蘇樹輝等.國際氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2017[M].世界知識出版社,2017.
