“預計到2050年，日本氫能市場將達到2兆日元（約合人民幣1257億元）。”日前，日本大學特任教授西宮伸幸在接受日本媒體采訪時公開表示。

根據2017年日本政府制定的“氫能基本戰略”，氫氣的零售價目前約為100日元（6.28元）/Nm3，到2030年該價格將降低至30日元（1.88元）/Nm3，供應量達到30萬噸，進而到2050年，降至20日元（1.25元）/Nm3，供應量提升至1000萬噸。這意味著未來30年內，日本將誕生千億規模的氫能市場。為了在這個巨大的潛力市場搶得先機，日本產業界開啟了創新競爭的新戰局。

加速布局氫能產業鏈

豐田汽車公司（以下簡稱豐田）作為先行者，深耕氫燃料電池汽車領域已有二十余年，擁有技術領先優勢，專利涵蓋燃料電池堆、高壓儲氫罐、燃料電池系統控制，以及加氫站等多個領域。2014年，豐田發布首款量產燃料電池汽車“MIRAI”，標志著氫能與燃料電池技術正式踏入商業化軌道。

隨著氫能市場規模不斷升級，豐田不斷亮出大手筆，探索氫能在太空領域的可能性，并在工廠內導入光伏發電制氫裝置，加速布局氫能產業的多個環節。

今年3月，豐田宣布和日本宇宙特種開發機構在太空領域開展合作，攜手開發能夠在月球行駛的載人氫氧燃料電池車。日本媒體分析稱，與鋰離子電池相比，氫燃料電池在太空領域中更具競爭優勢，不僅重量更輕，發電產生的水還可用于冷卻甚至作為飲用水。豐田公司也表示，未來有望利用月球的水資源，打造太空“氫能社會”。

邁向太空之后不到一個月，豐田又將目光投向了太陽能與氫能的結合。4月4日，豐田宣布其位于日本愛知縣豐田市的元町工廠，將引入小型水電解氫氣充填裝置“SimpleFuel”。該裝置使用工廠內太陽能電池板產生的電能電解水，制造、壓縮、儲存氫氣。

據了解，目前元町工廠擁有72輛燃料電池叉車，“SimpleFuel”氫氣日產量最高可達99Nm3（約為8.8kg/日），可滿足7～8輛燃料電池叉車的動力需求。

另一方面，日本媒體卻對日本產業界發出忠告，氫能產業并不限于氫燃料電池，液化氫領域的創新同樣不可忽視。

《日刊工業新聞》認為，液化氫的優勢在于可以利用液化天然氣技術，并且國際上已經建立了安全標準和進出口制度。近年來，使用強磁力的磁制冷技術已經達到了應用水平，日本企業應借機在液化設備領域發力，搶占價值高地。川崎重工業株式會社（以下簡稱川崎重工）氫氣產業開發中心理事森本勝哉表示，液化占據了氫氣產業鏈的大部分成本，一旦出現基礎性技術突破，企業間必將出現開發競爭。

探索氫氣發電商業化

日本政府視氫能為新一代能源戰略的主體，氫氣發電則被認為是“實現低碳化最重要的應用”。由于氫氣在燃燒時不會排放二氧化碳，使用氫氣發電，可有效降低火力發電廠的化石燃料使用量，減少碳排放。根據“氫能基本戰略”，日本將于2030年左右，實現氫氣發電商業化。

近日，為探索“氫氣發電”的商業化發展，日本中部電力公司（以下簡稱中部電力）攜手新能源和工業技術開發組織（以下簡稱NEDO），計劃在2018～2019年，利用中部電力現有火電廠設備進行相關技術研究。

作為新一代的發電技術，氫氣發電之所以受到關注，除了能夠代替化石燃料發電之外，還可以使用可再生能源電解水來制氫儲氫，并在必要時作為燃料使用。

NEDO高級研究員橫本克巳認為，目前可再生能源制氫技術還處于示范階段，而一旦實際應用，對于太陽能、風力發電產業發展將起到極大的推動作用。“當可再生能源發電較多時，可用來制氫儲氫，存儲電力，解決消納問題，保證可再生能源發電的穩定性。”

日本政府估計，若想實現可再生能源制氫的商業化運營，必須大幅降低生產成本，至少要降至當前成本的20%，甚至更低。而降低成本的關鍵，需要開拓發電以外的應用模式，如確立高效的大規模生產技術、普及燃料電池汽車，以及代替城市天然氣等。

然而，與天然氣相比，氫氣在燃燒過程中的溫度較高，不但會損壞設備，還存在燃燒不穩定等問題。

此前，NEDO曾與川崎重工等機構合作，使用50萬千瓦大型天然氣渦輪發電機進行氫氣發電試驗，試驗結果表明，在天然氣中加入20%左右的氫氣之后可實現穩定發電。

中部電力的一位高層負責人對媒體透露，中部電力計劃通過此次聯合研究，結合火電廠過去的運行數據，在計算機上模擬引入氫氣時的狀態，分析發電性能，以及對設備的影響。另外，還將根據2年聯合研究的成果，在火力發電廠開展氫氣與天然氣混合發電的實驗項目。“氫氣發電成為必選項時再慌忙應對，將為時已晚。”