日本氢燃料电池汽车产业发展历程、态势及优势

一、日本氢燃料电池汽车产业发展历程

日本高度重视氢能与燃料电池汽车产业的发展，已经将氢能发展上升到国家战略地位，2003年日本在《第一次能源基本计划》中提出建设未来第一个“氢能社会”愿景。日本氢燃料电池汽车产业伴随着氢能产业不断发展，政府先后颁布了《日本复兴战略》《能源战略计划》《氢能源基本战略》和《氢能及燃料电池战略路线图》等战略规划，在发展阶段上总体可以分为技术储备期、技术实证期和产业化加速期，不同阶段发布的各项政策相辅相成、联系紧密。

第一阶段是技术储备期(1973—2000年)。1973年全球性石油危机爆发，日本经济遭受重创，为了应对能源危机摆脱窘境，日本政府相继开启了《月光计划》和《能源与环境领域综合技术开发计划》，开始加大资金投入在氢能和燃料电池领域的技术研发。

第二阶段是技术实证期(2001—2011年)。2002年日本政府开始制定氢能源战略，成立了氢能源推进机构(NEDO)。日本在2003—2010年先后3次推出《能源基本计划》，持续加强对燃料电池和氢能技术的研发支持力度，通过一系列示范项目验证相关技术产业化推广的可行性。

第三阶段是产业化加速期(2012年至今)。受福岛核泄漏事故的影响，日本加速了转向清洁能源的步伐。在《第四次能源基本计划》推动下，日本于2014年7月发布《氢能与燃料电池战略路线图》，并于2016年和2019年先后两次修订完善，掀起了氢燃料电池汽车开发和应用的高潮。2017年12月，内阁会议发布《氢能基本战略》，以2030年目标为基础，共同致力于建设“氢能源社会”的2050年目标和方向。2014年日本丰田MIＲAIFCV和2015年日本本田CLAＲITYFCV的上市，在全球率先实现了氢燃料电池汽车产业的商业化。2020年，日本政府提出“氢能未来战略”，计划到2050年实现100%的碳中和目标，并在此过程中大力发展氢能源(如表1所示)。

表1 日本氢能及氢燃料电池汽车产业政策发展历程

二、日本氢燃料电池汽车产业发展态势

1.销量、保有量及加氢站建设

氢燃料电池汽车作为新一代的新能源汽车，影响着未来汽车产业结构调整的方向。截至2022年年末，全球主要国家氢燃料电池汽车总保有量为67315辆，同比增长36.3%。其中，日本燃料电池汽车保有量为8150辆。在氢燃料电池汽车销量方面，2022年日本销量为3924辆，同比下降34%，与2022年全球新能源汽车1065万辆的销量相比，氢燃料电池汽车在新能源汽车类型中所占的市场规模尚小，具有很大的发展空间。截至2022年，日本发展氢能及氢燃料电池汽车的企业主要有丰田、日产、松下等，尤其是丰田的MIＲAI，全球累计总销量达到21864辆。加氢站是构建氢燃料电池汽车产业的重要环节，截至2022年年末，全球主要国家建成加氢站数量约为840座，同比增长22.4%，其中，日本建成加氢站数量为164座，约占全球20%，仅次于韩国排名世界第三，2025—2030年计划建成320～900座。从加氢站地域分布来看，目前日本在营加氢站主要位于东京都、中京、关西、北九州4个都市圈。

图1  2022年全球主要国家氢燃料电池汽车销量、保有量及加氢站数量

资料来源:中国汽车工业协会、国际能源署。

2.补贴方案

日本政府在新能源汽车补贴上不断扩大扶持力度，主要政策支持包括研发、示范和车辆补贴等方面，例如对于民众购买燃料电池汽车的补贴由225万日元提高到255万日元(约合人民币13万元)。另外，在充电基础设施建设上增加65亿日元预算，并提高部分新建加氢基础设施补贴上限(如表2所示)。

表2 日本2021—2022年氢燃料电池汽车补贴方案

3.制氢方式

氢气制取作为氢燃料汽车产业发展的核心一环，影响着氢燃料电池汽车产业的竞争性和经济性。目前国际主流的制氢方式主要有两种:第一，化石能源制氢。主要是包括天然气制氢、煤制氢和工业副产氢等，但从长远来看，化石能源制氢无法作为大规模集中化的供氢来源。第二，电解水制氢。用其制氢具有纯度高、与可再生能源易结合等特点，被公认为是最具有发展潜力的绿色供氢方式。当前，日本因其资源禀赋条件，制氢方式与中国有所差异，其主要采取电解水制氢和进口化石能源制氢相结合路径，两种制氢方式市场占比相当，分别占比49%和50.9%(见表3)。

表3  2021年中国、日本和全球制氢方式市场占比

4.技术水平与专利

日本在氢燃料电池汽车研发和专利数量上领先于中国。过去30年，日本在研发推广方面累计投入数千亿日元，力图引领全球氢能与燃料电池技术发展。截至2022年，日本在氢燃料电池汽车领域的专利数在全球占比高达56.3%，超过中、美、德、韩和其他国家相关专利数的总和，位居世界首位，其中涉及制氢、储氢、燃料电池电堆和关键配件等全产业链的各方面。日本丰田公司在氢能及燃料电池领域，技术研发力全球遥遥领先，在氢燃料电池汽车产业发展上呈现出明显的技术优势。

5.产业发展规划

在氢能和燃料电池汽车产业发展规划方面，日本氢燃料电池战略委员会(CSHFC)在2019年第三次修订了《氢能及燃料电池战略路线图》，从氢能消费和氢能供应两大领域提出在2025年和2030年两个阶段的战略构想，旨在全方位引领日本氢能产业的发展。日本在氢能源汽车领域一直走在世界前列，其政府和企业在氢能源技术研究和推广方面做出了大量的努力。未来，随着氢能源技术的不断进步，日本政府的支持及市场需求的不断增加，该国的氢燃料电池汽车产业将更进一步发展，具体规划如表4所示。

表4  日本氢能及燃料电池汽车产业发展规划表

三、日本氢燃料电池汽车产业发展优势

日本对氢燃料电池汽车的研发较早，在其国家政策的支持下，氢燃料电池汽车相关技术在全球处于领先地位，在汽车市场中的优势逐步显现，且已初步形成完整的产业链。氢燃料电池汽车在其国家汽车产业发展中具备一定发展优势。

第一，成熟的技术。日本一直致力于开发与氢相关的材料、设备和系统，在氢能源和燃料电池领域的专利占全球的50%以上，位居全球第一，并且在质子交换膜燃料电池、燃料电池系统和车载储氢这三大关键技术上遥遥领先。日本对氢燃料电池汽车的研究始于20世纪90年代，经过多年的积淀，其燃料电池电堆技术已较为成熟，且基本解决了燃料电池汽车相关技术难题。如图3所示，在氢燃料电池汽车技术领域内，专利申请人较多来自日本，主要以丰田为代表。丰田Mirai燃料电池汽车核心系统技术水平达到新的世界高度，FCV单位容积发电输出比过去提升了50倍，达到5.4千米/里，里程增到850千米;丰田还掌握氢燃料电池车的关键技术，从生产氢燃料电池堆，到高压储氢罐，甚至碳纤维缠绕技术都已被其掌握。

第二，完整的产业链体系。日本的氢燃料电池汽车产业链较为完善，一体化程度较高，产业链从燃料电池研发，扩展到整车生产，甚至到氢能的上游制氢、中游储运和下游终端应用。同时，一些巨头企业组成了全产业链联盟，打通了氢能产业链各环节，实现了产业化发展。例如丰田、日产、本田、新日本石油、日本银行等公司联合出资成立“JapanH2Mobility”联盟;千代田化工、三菱、三井等公司组成“先进氢能供应链技术开发”联盟。整体上，日本氢燃料电池汽车产业从氢能供应到整车生产，一体化产业优势均较为明显。

第三，国家战略的重视。日本对氢燃料电池汽车产业的技术研究较早，也较为重视。受1973年石油危机影响之后，日本启动了国家氢能战略“阳光计划”和“月光计划”;随后，1981年日本正式启动燃料电池开发项目，并投入巨额资金支持氢燃料电池汽车的研发;2002年，经济产业省主导日本电动汽车协会开展“氢能和燃料电池项目”;2008年，日本政府进一步支持经济产业省主导研究氢燃料电池汽车。福岛核事故发生后，日本更加重视推动氢能的发展。2013年，日本政府为推动氢燃料电池汽车市场发展，积极推进加氢站建设。此外，为了实现氢能源战略和计划目标，日本政府从财政、税收、金融等多方位政策着手，引导资金、人力等资源流向氢能源汽车产业，促进氢能源汽车产业技术研发应用、市场培育扩展。

除此之外，为支持氢燃料电池汽车发展，日本政府还有较为完善的制度框架，包括法律法规、政策支持体系、行政管理制度以及行业组织管理等多个方面。(作者：张杰)