日本如何打造氢能社会？

和我国以政府产业园式的推进方式不同，日本在氢能产业方面更多是采取以财团产业联盟式进行氢能产业培育。

因核事故衰落的日本福岛县，正在寻求新能源的复兴之路。

十一月末，受日本复兴厅邀请，包括21世纪经济报道在内的多家国内媒体进入日本福岛县，实地采访这里的重建事业。作为此前日本的电力第一县，福岛曾坐拥东京电力公司两大核电厂，而这样的辉煌，在2011年的东日本大地震中化为泡影。

8年之后，一座新的太阳能制氢工厂在这里开始建设，由日本国立新能源产业技术综合开发机构（NEDO）牵头，东芝能源系统、日本东北电力公司和岩谷产业公司等组成产业联盟，共同建设运营这座实验性的工厂福岛氢能源研究基地（FH2R）。

目前FH2R已经完成了制氢车间的建设，太阳能发电区域的光伏板还在安装过程中。NEDO氢能部统括研究员太平英二告诉21世纪经济报道记者，最终的生产时间我们希望赶在2020东京奥运会之前，让奥运会上的氢能源车用上这里生产的氢气。

而在制氢以外，日本在氢能源产业链上的布局也逐步深入，除了以丰田为代表的车企已经进行了多种氢能车的开发以外，全球第一条氢能运输管线也在布局中，再加上预计在奥运村使用的民用氢能源电池终端等等，日本似乎把未来能源转型的重点，放在了氢能源上。

太阳能制氢路线

和目前相对主流的天然气制氢（日本）和煤炭制氢（我国）不同，FH2R采用了太阳能发电+电解水制氢在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，进而产生氢气和氧气的技术路线。

之所以采用可再生能源制氢，是因为在诸多制氢的技术路线中，让整个过程脱碳非常关键。太平英二告诉本报记者，但是，这个过程非常复杂，要降低各个环节的成本，包括可再生能源本身，生产的技术也要改进。

不过，因为保密要，太平英二并未向记者透露目前工厂的制氢成本和最终的价格是多少，不过他表示，目前工厂最大的挑战并非来自于成本的控制，而是和可再生能源发电之间的协同配合。

该工厂的电能全部来自于其旁边规划的18万平方米的太阳能发电厂，发电量为20万千瓦/年，富余的电量将会在工厂正式投产之后，并入东北电力公司旗下的电网，为其他用电部门供电。

太平英二向记者表示，整座工厂运行的关键之处在于，如何保证稳定的电力供应，以及平衡制氢、储能和整个电力系统之间的关系。不仅要最大程度地利用波动的可再生能源，还要以大数据方式，预测氢能供需，以获得最佳的系统使用效率。他说。

这也是为何这座工厂更多是以实验的性质进行生产，东芝能源系统、东北电力公司和岩谷产业公司分别负责制氢设备、大数据研究和太阳能发电以及具体的生产和能源输送，发挥各自公司擅长的领域，获得一个可以复制和推广的解决方案。

据悉，FH2R规划了4万平方米的制氢车间，系统装置具备1万千瓦制氢能力。在投产初期，生产能力将在2000立方米/小时，每年可生产900吨氢气，可满足1万辆氢能源汽车一年的氢能所需。

从目前的案例锂离子电池来看，我们可以实现2000立方米/小时的生产，不过也取决于具体的实现过程。等到整个实验阶段结束之后，还可以通过多次安装其它设备进行产能扩充。太平英二说，当然，到时候是要考虑整体的成本的。

在这样的设想背后，实验基地将使用新的控制系统来协调氢气能源系统，电网控制系统和氢气需求预测系统的整体运行，可以优化氢气的生产、发电和供应。该系统将使用氢气抵消电网负荷，并将氢气输送到日本东北及其他地区，并将力图证明氢气作为电网平衡解决方案和气源的优势。

氢气将在压缩的氢气拖车中锂离子电池运输，并供应给用户，而为了确保这一过程的安全和稳定，该工厂采用了新开发的氢气运输卡车，整个气罐后侧安装有轮胎，氢气从储气罐里进入压缩机压缩之后，直接灌注到运输气罐中，卡车车体直接将气罐挂靠后就可以离开，不要现场灌充，最大限度保证氢气灌充与运输的安全性。

产业联盟式推进

和我国以政府产业园式的推进方式不同，日本在氢能产业方面更锂离子电池厂家多是采取以财团产业联盟式进行氢能产业培育。

一如上文中提及的方式，以政府下属的NEDO为主导，东芝能源、东北电力公司和岩谷产业公司，以各自不同的优势组团进行投资，不仅可以共同承担项目的风险，也在为工厂正式投产之后的运营、电力消纳和供应、氢能源的运输和销售铺平了道路。

同样的模式也体现到日本在氢气下游应用方面的开发，以丰田为代表，联合产业链上下游包括氢气供应、运输、消纳和终端各个方面的公司，进行产业联盟式的市场共同开发。

这种模式的好处显而易见：几家巨头进行协同，可以在应用终端生产之后，几乎同步实现整个产业链的打通；同时，共担风险共享收益，让每家公司都能在氢能蛋糕上分一杯羹，保证市场扩张进度的可持续。

不过，这样的设想在进入到实际操作时，依然要磨合才能保证效果。以重要的氢能源消纳终端氢燃料电池汽车为例，目前整个日本共有100座加氢站，但其政治经济中心东京仅有14座。

即便如此，日本也坐稳全球加氢站数目最多的国家依据H2stations.org网站的数据，截至2018年底，全球加氢站共有369座，日本、德国和美国位居前三，我国以23座的数量排名第四。

在接受媒体采访时，丰田公司公关部和技术组技师负责人中井久志表示，加氢站的及时建设，要一段过程，而因前期的大量投入，丰田在氢能源车的销售方面依然有着不小的亏损。

作为其主力的氢燃料电池车型，MIRAI（未来）的售价是720万日元（约合46万元人民币），政府会补贴300万日元（约合20万人民币），再加上购置税和其他的费用，个人购买最终实际将承担约30万人民币的价格。

在整个的研发过程中，未来的关键部件在于FC电池堆和高压储氢罐，中井久志介绍称，FC电池堆功率密度为3.1kw/L，重量仅为56千克。与2008年版的燃料电池堆相比，电池堆功率密度提高了2.2倍，重量减少了近50%。

高压储氢罐方面，日本于2008年开始研发，通过碳纤维强化塑料层的创新结构，实现了轻量化，质量储氢密度达到世界领先的5.7wt%。这个重量百分数数值越高，意味着所含氢气就越多。

和日本相比，我国在氢燃料电池汽车的发展模式，则是从商用车开始，再逐步过渡到乘用车上。一方面，是因为氢燃料电池本身的能源和物理特性，更加适合商用车；另一方面，则是我国技术本身所处的发展阶段所致。

我认为，在逐步改善目前燃料电池和储能设施的技术之后，我国的公司可能会把注钜大锂电意力更多的放在乘用车上。太平英二告诉记者，技术的改进速度是很快的，我国这样的路线实际上也更加合理。