氫能大國崛起系列——日本
在全球面臨環保壓力和能源危機的嚴峻背景下,開發替代傳統能源的新型清潔能源被視為擺脫困局的首要突破口。與此同時,氫能憑借著出色的儲量、比能量密度優勢及廣泛的技術適應性,在眾多能源選擇中脫穎而出,被世界各國視為未來最具發展前景的新能源之一。
但開發有先后,進展分快慢,究竟哪國能在新一輪的能源大戰中率先占領高地,從而在未來的能源格局中贏得更多話語權?
該系列文章將從氫能產業政策及產業鏈環節發展情況,客觀介紹日本、韓國、歐洲、美國、中國等多個國家/地區在氫能領域的整體實力及發展潛能。
眾所周知,日本國內地域狹小、資源匱乏,導致其能源危機感一直十分強烈,因此相較其他各國,日本的能源選擇嗅覺也更為敏銳。
早在1973年第一次石油危機爆發時,日本就成立了“氫能源協會”,號召研究人員展開氫能源技術研討和技術研發。
2009 年,日本發布《燃料電池汽車和加氫站 2015 年商業化路線圖》,再次明確了日本燃料電池的商業化進程。
成熟的產業政策和財政支持
從能源供給安全、經濟效益提升的角度出發,2013年日本政府推出“日本再復興戰略”,重議了國內燃料電池車的相關規章制度,明確提出推動家庭用燃料電池的普及,把發展氫能源提升到國策的高度。
次年,日本內閣會議正式通過全新的“能源基本計劃”,確定將氫能視為未來二次能源的核心,提出了實現氫能社會的構想。
在這一構想中,日本強調了基礎設施的完善,提出以四大都市圈為中心,在2015年內建成約100所加氫站,對包括氫氣制造、存儲、運輸及氫能發電在內的氫氣利用技術加大戰略性投入,并制定了一系列明確的氫能源目標,如:到2020年開始正式導入家用氫氣發電,實現獨立可供的商業化加氫站點等。
與此同時,日本民間企業和相關團體成立的“燃料電池使用化推進協商會”應運而生,旨在大力推進燃料電池普及并實現燃料電池產業實用化。在該協商會發布的“氫氣-燃料電池戰略路線圖”中,氫能社會的實現被分為三個階段:
第一階段迅速擴大氫氣的利用,目標在2025年左右,實現燃料電池車與混合動力車同價競爭;
第二階段正式導入氫氣發電,目標在2030年左右達成;
第三階段實現二氧化碳總量不受限制,即在2040年左右,實現二氧化碳自由化氫氣制造。
伴隨政策層面的持續落地,日本政府在氫能基礎設施建設、關鍵技能研發、產品應用推廣等領域投入了巨額的財政支持。
統計數據顯示,僅2010-2015年間,日本政府就向日本新能源產業的技術綜合開發機構(NEDO)投入資金高達529.8億日元。
應用推廣層面,日本對購買燃料電池車的消費者提供豐厚的購車補貼,售價670萬日元/輛的豐田Mirai,補貼202萬日元/輛;售價709萬日元/輛的Clarity Fuel Cell,補貼208萬日元/輛。
最新的數據顯示,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 億日元補貼,2018年日本在該領域的財政預算也高達300 億日元。
就目前而言,日本對氫能和燃料電池的支持力度超過了其他所有國家。
技術研發全面占優
政府層面的大力推動促使日本國內氫能與燃料電池領域的研究大興,研發方向涉及制氫、儲存、電堆、關鍵配件、整車等產業鏈各個環節。
NEDO、豐田、本田、日產、三洋電機、旭化成、松下電器、東芝等企業在氫能與燃料電池技術/產品研發層面成果斐然,相關技術在亞洲乃至世界均處于絕對領先的地位。
作為上述企業中的典型性代表,NEDO和豐田在氫能與燃料電池領域的成就不可忽視。
NEDO自1981年著手燃料電池研究,2000 年在日本政府的支持下展開燃料電池相關技術研究,涉及領域包括磷酸燃料電池(PAFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和固體高分子燃料電池(PEFC)、氫發電、氫的制造/儲藏/運輸、氫能源利用等。
深受日本政府器重的NEDO,在1993年牽頭設立了為期10年的“氫能源系統技術研究開發”綜合項目,將國有科研機構和民間會社聯系起來,共同參與氫能與燃料電池的研發和商業化運用,對日本政府“全民興氫”策略的展開起到了至關重要的作用。
如今在氫燃料汽車領域地位斐然的豐田,對燃料電池車的開發積累也始于20世紀90年代。
2002年,日本政府啟用了豐田和本田公司的燃料電池展示車,隨后5年,豐田FCHEV獲得了國內認證,并在續航里程、低溫起動性能方面獲得持續提升;2014年,豐田首款量產燃料電池汽車 Mirai 正式上市發售,開始接受市場的考驗。
迄今為止, Mirai全球銷量已達5300,占全球燃料電池乘用車總銷量九成以上。
在日本政府與民間的協同下,日本從制氫到氫燃料電池汽車制造的整個產業環節,都擁有著極強的技術實力。
截至 2017 年 3 月,日本氫能與燃料電池領域的優先權專利數量達 66971 個專利族,全球占比 56%,牢牢把控著全球專利排名第一的地位,且在多個關鍵技術上均處于絕對領先,技術全面,沒有明顯短板。
事實上,經過十余年的孕育和發展,日本“氫能社會”戰略已被逐步轉化為國民意識,在全民參與的背景下,日本氫能產業規模不斷壯大,產業鏈趨于完善,相關產品/技術實力積累雄厚,日本已經晉升為全球氫能源市場的頂尖競爭者。
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