2011年三月，東京的櫻花落地速度大概比每秒5厘米快了一點(diǎn)。

一場(chǎng)九級(jí)強(qiáng)震襲擊日本，隨后而來(lái)的海嘯對(duì)日本東北部地區(qū)造成毀滅性破壞，也包括其中的福島第一特種。

受制于有限的陸地面積和自然資源，日本的能源安全一直備受關(guān)注。福島特種事故讓日本的核電走向歷史的角落。日本開(kāi)始滿世界地尋找比核能更安全、更清潔的能源。

福島特種事故只是“最后一根稻草”。事實(shí)上，日本發(fā)展新型能源早已勢(shì)在必行。

一方面，日本人口密集、能源消費(fèi)量大、資源匱乏、災(zāi)難頻發(fā)，為保證能源安全，新型替代能源成為日本能源發(fā)展的唯一出路；

另一方面，包括日本在內(nèi)的眾多發(fā)達(dá)國(guó)家都有減少碳排放的壓力。為應(yīng)對(duì)全球氣候變化的加劇，日本又提出了2050年前CO2排放量比1990年減少80%的目標(biāo)，促使新能源替代傳統(tǒng)能源是必然選擇。

基于眾多考量，日本把目光投向氫能。事實(shí)上，氫能源被譽(yù)為21世紀(jì)的“終極能源”，有望成為下一代的基礎(chǔ)能源。而燃料鋰電池，則是氫能最直接的載體。

接下來(lái)我們將從日本能源發(fā)展歷史的角度來(lái)分析，為何氫能源最可能成為未來(lái)全球能源的主角。

日本氫能源的過(guò)去、現(xiàn)在、將來(lái)

日本的能源發(fā)展戰(zhàn)略，遵循著能源發(fā)展的規(guī)律。自二戰(zhàn)結(jié)束年至今日本能源發(fā)展經(jīng)歷了大致5個(gè)階段：

1973年，第一次石油危機(jī)爆發(fā)。日本強(qiáng)烈感受到能源安全對(duì)國(guó)家、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活的重要性。同年，日本成立“氫能源協(xié)會(huì)”，以大學(xué)研究人員為中心開(kāi)展氫能源技術(shù)研發(fā)，氫能源與燃料鋰電池的發(fā)展從此拉開(kāi)了序幕。

氫能源發(fā)展歷程

1973年

成立“氫能源協(xié)會(huì)”，以大學(xué)研究人員為中心開(kāi)展氫能源技術(shù)研發(fā)。

2008年

燃料鋰電池商業(yè)化協(xié)會(huì)（GCCJ）制定2015年向普通用戶推廣燃料鋰電池車(chē)計(jì)劃。

2013年

安倍政府推出的《日本再?gòu)?fù)興戰(zhàn)略》，把發(fā)展氫能源提升為國(guó)策，并啟動(dòng)加氫站建設(shè)的前期工作。

2014年

內(nèi)閣修訂《日本在復(fù)興戰(zhàn)略》，發(fā)出建設(shè)“氫能源社會(huì)”的呼吁。

第四次《能源基本計(jì)劃》，將氫能源定位為與電力和熱能并列的核心二次能源，提出建設(shè)“氫能源社會(huì)”。

公布《日本氫和燃料鋰電池戰(zhàn)略路線圖》

2015年

安倍政府在執(zhí)行政方針演說(shuō)中表達(dá)了實(shí)現(xiàn)“氫能社會(huì)”的決心，旨在繼續(xù)建造燃料鋰電池加氫站之后，通過(guò)氫能發(fā)電站的商業(yè)運(yùn)作來(lái)新增氫能流通量并降低價(jià)格。

NEDO出臺(tái)氫能源白皮書(shū)，將氫能源定位為國(guó)內(nèi)發(fā)電的第三支柱。

數(shù)據(jù)來(lái)源：CNKI、國(guó)泰君安證券研究

1.制氫：零碳+低成本制氫是終極目標(biāo)

根據(jù)日本氫能源發(fā)展戰(zhàn)略，日本計(jì)劃了兩種并行的制氫路線：一是海外進(jìn)口廉價(jià)氫氣；二是國(guó)內(nèi)可再生能源制氫。

日本國(guó)內(nèi)資源稟賦較差，海外制氫成為日本氫燃料的重要來(lái)源。

海外制氫的方法重要有以下兩種：

利用海外廉價(jià)褐煤制氫

利用可再生能源稟賦條件好，發(fā)電成本的低的國(guó)家電解水制氫。

執(zhí)行海外制氫的首要目標(biāo)就是建立國(guó)際供應(yīng)鏈氫能供給體系。

2014年，川崎重工業(yè)公司計(jì)劃利用在澳大利亞沒(méi)有用武之地的褐煤提取氫氣，冷卻到零下253度，制成液態(tài)氫。再利用專(zhuān)用的輪船，像運(yùn)輸LNG（液化天然氣）一樣運(yùn)往日本。

為了向日本運(yùn)輸氣態(tài)氫，該公司開(kāi)發(fā)出了“SPERA氫”技術(shù)。通過(guò)利用甲苯吸附氫氣，實(shí)現(xiàn)了常溫常壓下的大量運(yùn)輸。利用這一技術(shù)，氫就能夠像汽油一樣在常溫常壓下運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的充分利用。

2018年四月十二日，日本川崎重工與澳大利亞政府達(dá)成一致，雙方將攜手開(kāi)展一個(gè)價(jià)值5億澳元（約合3.88億美元）、為期4年的煤制氫試點(diǎn)項(xiàng)目。這是煤制氫技術(shù)從試驗(yàn)走向市場(chǎng)的一次重大嘗試。其后，日本先后同新西蘭、文萊、挪威等開(kāi)展氫能合作，日本海外制氫項(xiàng)目陸續(xù)落成。

另一方面，在國(guó)內(nèi)可再生能源制氫方面，目前日本國(guó)內(nèi)重要的制氫方法重要有以下幾種：工業(yè)副產(chǎn)氫、化石燃料制氫、水電解制氫、生物質(zhì)能制氫/高溫分解和光催化劑制氫等。

日本國(guó)內(nèi)氫氣制造技術(shù)現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)來(lái)源：日本氫能源白皮書(shū)，國(guó)泰君安證券研究

假如考慮到環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用等方面，目前制氫仍多采用化石燃料重整制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫等高碳排放技術(shù)。但考慮到CO2排放問(wèn)題，未來(lái)將逐步推廣到可再生能源電解水、生物制氫、光催化劑等低碳技術(shù)。

鹽水電解是日本目前重要的氫燃料來(lái)源

數(shù)據(jù)來(lái)源：氫能和燃料鋰電池、國(guó)泰君安證券研究

2018年八月九日，NEDO、東芝、東北電力和巖谷產(chǎn)業(yè)宣布在福島開(kāi)始建立全球最大的可再生能源點(diǎn)解裝置（太陽(yáng)能電解水制氫）——福島氫能源研究站（FH2R）。

2.氫能源的運(yùn)輸和儲(chǔ)存是氫能源應(yīng)用的關(guān)鍵

由于海外制氫成為日本獲取氫氣的重要來(lái)源，優(yōu)化長(zhǎng)途運(yùn)輸和長(zhǎng)期儲(chǔ)存也就成了日本在儲(chǔ)運(yùn)方面面對(duì)的重要問(wèn)題，氫供應(yīng)鏈的成本結(jié)構(gòu)是海外氫供應(yīng)經(jīng)濟(jì)的可行性的關(guān)鍵性因素。

關(guān)于長(zhǎng)途儲(chǔ)運(yùn)來(lái)說(shuō)，氫氣通過(guò)壓縮、液化、有機(jī)氫化物吸附或者轉(zhuǎn)化為其他氣體（如NH3）和合成甲烷（CH4），不僅可以新增氣體密度、提高單位質(zhì)量的熱氫值，而且也能夠提高氫氣的運(yùn)輸效率、延長(zhǎng)氣體的儲(chǔ)存時(shí)間，避免消散。

日本的海外氫能源儲(chǔ)運(yùn)重要有液化氫、有機(jī)物甲基環(huán)己烷和氫-氮結(jié)合運(yùn)輸三種方式。

3種氫載體的特征

數(shù)據(jù)來(lái)源：CNKI、國(guó)泰君安證券研究

3.燃料鋰電池的應(yīng)用：家用燃料鋰電池、燃料鋰電池汽車(chē)是構(gòu)成氫能社會(huì)的基礎(chǔ)

日本的燃料鋰電池在商業(yè)化應(yīng)用方面世界領(lǐng)先，重要有家庭用燃料鋰電池?zé)犭娐?lián)供應(yīng)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)用/產(chǎn)業(yè)用燃料鋰電池以及燃料鋰電池車(chē)。

在家用燃料鋰電池?zé)犭娐?lián)供應(yīng)系統(tǒng)方面，日本家用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)ENE-FARM通過(guò)天然氣重整制取氫氣，再將氫氣注入燃料鋰電池中發(fā)電，同時(shí)用發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的熱能來(lái)供應(yīng)暖氣和熱水，整體能源效率可達(dá)90%。

根據(jù)日本氫能源戰(zhàn)略的基本計(jì)劃，家用燃料鋰電池系統(tǒng)市場(chǎng)銷(xiāo)售目標(biāo)到2020年達(dá)到140萬(wàn)臺(tái)，2030年達(dá)到530萬(wàn)臺(tái)。

就業(yè)務(wù)用/產(chǎn)業(yè)用燃料鋰電池方面，業(yè)務(wù)用/產(chǎn)業(yè)用燃料鋰電池與家庭用燃料鋰電池工作原理相似，都是通過(guò)在燃料鋰電池中氫氣和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)發(fā)電，不同的是業(yè)務(wù)用燃料鋰電池更多的是將城市煤氣作為燃料制取氫氣。

日本業(yè)用/產(chǎn)業(yè)用燃料鋰電池系統(tǒng)重要供應(yīng)商及產(chǎn)品性能

數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)泰君安證券研究

說(shuō)到燃料鋰電池汽車(chē)，豐田、本田在全球燃料鋰電池車(chē)市場(chǎng)占比最高，是全球燃料鋰電池車(chē)的重要推動(dòng)者。豐田推出世界第一代氫能源汽車(chē)“Miral”，本田推出燃料鋰電池車(chē)Clarity，性能較豐田第一代燃料鋰電池車(chē)有所提升。

豐田和本田燃料鋰電池汽車(chē)關(guān)鍵參數(shù)比較

數(shù)據(jù)來(lái)源：豐田官網(wǎng)、本田官網(wǎng)、國(guó)泰君安證券研究

作為世界燃料鋰電池車(chē)的領(lǐng)軍者，Miral成本已實(shí)現(xiàn)大幅下降。

豐田在2008最初立項(xiàng)開(kāi)始，預(yù)計(jì)售價(jià)1億日元（約600萬(wàn)元），直至2014年豐田Miral正式推出時(shí)，售價(jià)已經(jīng)降至723.6萬(wàn)日元（約43.5萬(wàn)元），除去日本政府的補(bǔ)貼，消費(fèi)者只需支付約521萬(wàn)日元(約合人民幣31.3萬(wàn)元)。

如此顯著的大幅降本，究其原因，可歸結(jié)為公司量產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大、混合動(dòng)力系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用、系統(tǒng)簡(jiǎn)化等促進(jìn)FCV成本下降。

燃料鋰電池系統(tǒng)作為FCV的核心部件，在整車(chē)成本中占比最高，約63%，其成本的下降是燃料鋰電池車(chē)成本下降的關(guān)鍵。關(guān)于公司自身來(lái)說(shuō)，降低燃料鋰電池車(chē)成本最行之有效的方法就是技術(shù)研發(fā)推進(jìn)和規(guī)?；?yīng)。

豐田Miral的成本下降之路

數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)泰君安證券研究

4.燃料鋰電池車(chē)的普及離不開(kāi)加氫站的投資建設(shè)

加氫站是給燃料鋰電池汽車(chē)供應(yīng)氫氣的燃?xì)庹?，作為給燃料鋰電池汽車(chē)供應(yīng)氫氣的基礎(chǔ)設(shè)施。日本一直都以構(gòu)建氫能社會(huì)為國(guó)家發(fā)展目標(biāo)，其加氫站密度目前世界排名第一。

截至2017年底，日本公共加氫站數(shù)量為91座，根據(jù)日本氫能源基本戰(zhàn)略，2020年要達(dá)160個(gè)，2025年要達(dá)到320個(gè)，2030年要新增到900個(gè)，到2050年加注站的經(jīng)濟(jì)效益將超過(guò)加油站，并逐步替代加油站。

日本重要通過(guò)政府高額補(bǔ)助和公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)兩種方式來(lái)加快加氫站戰(zhàn)略布局。其中，在公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)方面，2018年三月六日，豐田汽車(chē)公司、日產(chǎn)汽車(chē)公司共11家公司，成立了旨在體系化建設(shè)氫燃料鋰電池車(chē)（下稱(chēng)“FCEV”）加氫站的“日本加氫站網(wǎng)絡(luò)公司”（JHyM）。在氫能源基本戰(zhàn)略中被定位為“加氫建設(shè)的推動(dòng)者”。

JHyM公司概要