李浩東

當(dāng)今世界環(huán)境問題已經(jīng)迫在眉睫，特別是近年來，各國領(lǐng)導(dǎo)人紛紛做出碳排放具體承諾，隨著環(huán)境問題解決的國際化和機(jī)制化體系的形成，碳排放問題已經(jīng)成為未來全球治理領(lǐng)域的重要議題。習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上莊嚴(yán)宣布，中國力爭于2030 年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，努力爭取于2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。[1]在節(jié)能環(huán)保技術(shù)方面，日本起步較早，其中很多經(jīng)驗(yàn)可為中國學(xué)習(xí)借鑒。

近年來，氫能逐漸成為全球新能源的重點(diǎn)方向，并得到迅速發(fā)展。氫能是一種來源廣泛、清潔無碳、靈活高效、應(yīng)用前景廣闊的二次能源。[2]氫能技術(shù)是推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型和支撐可再生能源大規(guī)模發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。日本是開發(fā)氫能相關(guān)技術(shù)、發(fā)展氫能相關(guān)產(chǎn)業(yè)較早的國家之一。為此，對日本的“氫能社會”進(jìn)行研究將具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

一、氫能在日本新能源發(fā)展戰(zhàn)略中占有重要位置

（一）日本的新能源發(fā)展戰(zhàn)略

日本政府在2018 年第五次能源基本計(jì)劃中明確提出，2030 年實(shí)現(xiàn)多元化能源結(jié)構(gòu)；長期而言，根據(jù)巴黎協(xié)定，2050 年要削減80% 的溫室氣體排放。[3]2020 年10 月，時(shí)任日本首相菅義偉向世界宣布，日本致力于2050 年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。[4]要在兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)達(dá)成這些目標(biāo)。政府沒有提出2050 年達(dá)標(biāo)的具體路線圖，而是根據(jù)日本固有的能源環(huán)境，從風(fēng)能、熱能、光能、電能、氫能、核能以及碳捕捉、利用和存儲技術(shù)（Carbon Dioxide Capture,Utilization and Storage,CCUS）等多重選項(xiàng)中排列組合，施行所謂的“全方位以能源轉(zhuǎn)型·脫碳為目標(biāo)的開放式多元化解決方案”。[5]3·11 東日本大地震之后，日本官民兩界對核能存在的諸多問題進(jìn)行了充分反思。在認(rèn)識到存在危害的同時(shí)，學(xué)界進(jìn)一步對核能成本進(jìn)行精算，發(fā)現(xiàn)其綜合成本竟然比煤電、水電還高。[6]第四次和第五次能源基本計(jì)劃中都明確提出在可能范圍內(nèi)降低核電的依存度。為此，兩次能源基本計(jì)劃主要從節(jié)能和改變能源結(jié)構(gòu)兩方面入手實(shí)施能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。具體而言，一方面要求各業(yè)務(wù)部門和家庭部門聯(lián)動(dòng)起來強(qiáng)化節(jié)能行動(dòng)，利用人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，徹底實(shí)現(xiàn)節(jié)能社會。實(shí)現(xiàn)2030 年相比2013 年節(jié)約電能1961 億kW·h 的目標(biāo)；2030年將核電依存度從2011 年3·11 大地震前約30%降到2030 年的20%～22%。另一方面，將可再生能源占比提高到22%～24%的水平，實(shí)現(xiàn)多元化的能源結(jié)構(gòu)，相應(yīng)降低可再生能源發(fā)電成本，減輕居民負(fù)擔(dān)。到2050 年之前，日本將著力解決能源轉(zhuǎn)型、脫碳的國際競爭力、國內(nèi)政策、能源外交、產(chǎn)業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施、金融等方面面臨的問題與挑戰(zhàn)，在不確定性中降低管理風(fēng)險(xiǎn)，尋求技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的突破性發(fā)展。近年來，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省每年在資源與能源方面預(yù)算額都在7000 億日元以上。[7]

（二）日本發(fā)展氫能的重要意義

結(jié)合日本新能源發(fā)展戰(zhàn)略等文件，可以看出日本發(fā)展氫能有三方面的意義：第一，氫能在解決碳排放問題上發(fā)揮重要作用。國際社會對碳排放問題愈加重視，在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》《京都議定書》《巴黎協(xié)定》等全球治理機(jī)制下，日本有義務(wù)積極推動(dòng)新能源發(fā)展和應(yīng)用，在降低碳排放方面履行應(yīng)有義務(wù)，達(dá)成2050 年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。地方政府也順應(yīng)趨勢采取了許多具體措施。例如，東京都知事小池百合子于2020 年表示，東京將在2030 年以后禁止販賣燃油汽車，希望與各汽車廠商攜手推進(jìn)該項(xiàng)政策。在這樣的大背景下，氫能作為清潔高效的二次能源，是眾多有潛力的新能源發(fā)展方向之一。第二，氫能是為數(shù)不多不依賴化石燃料且儲量豐富的含能體能源。[8]氫是自然界普遍存在的元素，主要以化合物形態(tài)存在于水中。同樣是含能體能源，相對于汽油、柴油，氫能具有環(huán)保和能量轉(zhuǎn)換率更高兩個(gè)獨(dú)特優(yōu)勢；電能是過程性能源，氫能相對于電能具有易儲存的優(yōu)勢。第三，在眾多新能源技術(shù)中，氫能應(yīng)用場景較為多元。氫既能通過燃燒產(chǎn)生熱能，又能作為能源材料用于燃料電池，還能轉(zhuǎn)換成固態(tài)氫進(jìn)行存儲。不需要對現(xiàn)有技術(shù)裝備作重大改造，對內(nèi)燃機(jī)稍加改裝即可使用氫燃料。以上這些優(yōu)勢促使日本政府下決心大力發(fā)展氫能等其他安全、清潔、高效能源。

（三）日本政府將發(fā)展氫能作為國家戰(zhàn)略

2014 年4 月日本政府第四次能源基本計(jì)劃中首次提出將建設(shè)“氫能社會”。同年6 月產(chǎn)官學(xué)聯(lián)合召開的氫能與燃料電池協(xié)議會中，各界明確提出了“氫氣與燃料電池戰(zhàn)略路線圖”，開啟了日本氫能發(fā)展戰(zhàn)略的序幕。經(jīng)過幾年的論證和完善，日本內(nèi)閣于2017 年12 月發(fā)布了名為“氫能基本戰(zhàn)略”的內(nèi)閣決議，氫能發(fā)展正式成為日本國家戰(zhàn)略一部分。[9]該基本戰(zhàn)略包括具體技術(shù)導(dǎo)入和普及相關(guān)的路線圖、氫能作為零碳能源重要作用以及政府相關(guān)方針政策等內(nèi)容。在此戰(zhàn)略基礎(chǔ)上，日本提出確保能源安全和削減溫室氣體排放兩條腿走路，舉國之力建設(shè)世界領(lǐng)先的“氫能社會”，引領(lǐng)未來發(fā)展。

二、日本氫能發(fā)展的總體戰(zhàn)略目標(biāo)

（一）氫能戰(zhàn)略整體布局

2014 年第四次能源基本計(jì)劃首次提出氫能發(fā)展三步走戰(zhàn)略：[10]第一步到2025 年，實(shí)現(xiàn)氫能利用率的大幅度提升。擴(kuò)大燃料電池系統(tǒng)和燃料電池汽車的使用范圍，占領(lǐng)世界市場。第二步到2030 年，建成大規(guī)模氫能供應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)氫能發(fā)電。期間進(jìn)一步擴(kuò)大氫能需求和氫氣來源，在原有“電-熱”轉(zhuǎn)換的能源利用形態(tài)中加入氫氣，形成“電-熱-氫氣”三位一體的新二次能源結(jié)構(gòu)。第三步到2040 年，將制氫與碳捕捉、利用和存儲技術(shù)（CCUS）結(jié)合起來，建成事實(shí)上“零碳”的氫能供給體系。三步走戰(zhàn)略隨后幾年逐漸得到補(bǔ)充完善，增加了許多具體路徑和量化指標(biāo)。

（二）氫能戰(zhàn)略布局具體目標(biāo)

如表1 所示，根據(jù)2019 年3 月最新公布的日本氫能發(fā)展路線圖，[11]日本致力于在2030 年左右全面提升氫氣“制、儲、運(yùn)、加”一體化供應(yīng)鏈能力，擴(kuò)大燃料電池汽車的使用范圍。在2025 年使燃料電池汽車擁有與電動(dòng)汽車比肩的價(jià)格優(yōu)勢，燃料電池系統(tǒng)成本從2 萬日元/kW 降至5000 日元/kW，儲氫系統(tǒng)成本從70 萬日元降至30 萬日元；力爭于2025 年使燃料電池汽車（Fuel Cell Vehicle，F(xiàn)CV）產(chǎn)量達(dá)到20 萬臺，2030 年達(dá)到80 萬臺，氫能公交增加到1200 臺。

表1 日本氫能發(fā)展路線圖

加氫方面，計(jì)劃加氫站從目前的137 個(gè)增加到2025 年的320 個(gè)，并于2030 年增加到900 個(gè)；大幅縮減加氫站的維修和運(yùn)營費(fèi)用；于2025 年將加氫站使用的空壓機(jī)和儲氫系統(tǒng)的成本分別降至5000 萬日元和1000 萬日元。制氫方面，2022 年通過褐煤氣化技術(shù)使制氫成本低至12 日元/Nm3，大幅度提高儲氫規(guī)模和氫氣液化效率；2030 年使接入電廠的氫氣成本低至30 日元/Nm3，大幅減少電解水制氫能耗，將電解水制氫裝置成本從20 萬日元/kW 降至5 萬日元/kW，并大幅降低電解水能耗。

為了實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，近年來經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省一直增加預(yù)算以加速實(shí)現(xiàn)“氫能社會”目標(biāo)。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省分管產(chǎn)業(yè)發(fā)展，負(fù)責(zé)從氫能產(chǎn)業(yè)角度對氫能發(fā)展進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，相關(guān)項(xiàng)目集中列入2021 年“通過氫能發(fā)電技術(shù)研發(fā)等加速實(shí)現(xiàn)氫能社會”項(xiàng)目707 億日元預(yù)算中（見表2），輔之以可再生能源發(fā)電項(xiàng)目（1993 億日元）、CCUS 推進(jìn)項(xiàng)目（438億日元）等，形成通過氫能應(yīng)用實(shí)現(xiàn)碳中和社會的完整戰(zhàn)略規(guī)劃。

表2 日本中央政府氫能和減碳相關(guān)預(yù)算情況（單位：億日元）

三、日本氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)任務(wù)

（一）確保氫源供給

日本主要通過擴(kuò)大海外低價(jià)可再生能源的進(jìn)口與提高國內(nèi)可再生能源利用率兩種方式確保氫源供應(yīng)。日本致力于推進(jìn)海外氫源供給，利用海外豐富廉價(jià)的褐煤、副產(chǎn)氫和可再生能源，通過構(gòu)建國際氫能產(chǎn)業(yè)鏈確保日本氫源供給。如表2所示，2021 年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省投入48 億日元進(jìn)行世界首次氫氣運(yùn)輸船運(yùn)輸液化氫的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，從澳大利亞將液化氫運(yùn)到日本，旨在保證日本氫源供給。與此同時(shí)，如表2 所示，2021 年日本環(huán)境省列出65.8 億日元預(yù)算用來推進(jìn)可再生能源制氫項(xiàng)目，努力提高日本國內(nèi)生產(chǎn)清潔高效氫氣的能力。

（二）加快CCUS/CCS 技術(shù)發(fā)展

經(jīng)過2012—2015 年的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，2016 年3 月經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省正式開始在北海道苫小牧海底開展碳捕捉和儲存（Carbon dioxide Capture and Storage，CCS）技術(shù)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，旨在驗(yàn)證二氧化碳海底儲存技術(shù)的有效性，這是日本第一次進(jìn)行大規(guī)模CCS 驗(yàn)證試驗(yàn)。[12]實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是回收苫小牧市煉油廠排放出的二氧化碳，通過管道送至海底儲藏處。儲藏處位于海床之下1000～1200 米和2400～3000米兩處。兩個(gè)儲藏處的上方都是厚厚的泥巖，可以有效地防止泄漏。實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是從2016—2018 年每年在地下儲存10 萬噸二氧化碳，過程中檢驗(yàn)二氧化碳輸送、壓入、儲存、泄露檢測等環(huán)節(jié)技術(shù)的可行性；2019 年以后停止儲存，進(jìn)行觀測試驗(yàn)，目標(biāo)是2020 年實(shí)現(xiàn)商用。苫小牧試驗(yàn)基地截止到2019 年11 月22 日累計(jì)儲存30 萬噸二氧化碳，圓滿完成預(yù)期目標(biāo)，目前已經(jīng)停止儲藏，進(jìn)行泄漏監(jiān)測。

日本環(huán)境省2020 年開始在福岡縣大牟田市三川火力發(fā)電廠開展二氧化碳分離回收技術(shù)（CCS技術(shù)的一種）的驗(yàn)證項(xiàng)目。該電廠引入化學(xué)吸收法對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行分離回收，然后通過管道或船運(yùn)輸送并壓入海底儲存。[13]

由于目前還處于驗(yàn)證階段，日本的CCS 技術(shù)還沒能夠大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，目前只有有限幾個(gè)國家資助的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在按部就班地運(yùn)行。如表2所示，2021 年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省針對CCUS/CCS 技術(shù)開發(fā)的預(yù)算達(dá)到453 億日元。

（三）在消費(fèi)端大力支持氫燃料電池汽車普及推廣

氫燃料電池汽車以其效率高、啟動(dòng)快、環(huán)保和響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，成為21 世紀(jì)汽車動(dòng)力源的最佳選擇之一。[14]日本民間企業(yè)較早布局燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)。豐田汽車自1992 年起開始研究氫能汽車技術(shù)，2014 年成功推出可量產(chǎn)的氫燃料電池轎車“MIRAI”，在氫能汽車技術(shù)商業(yè)化方面走在世界領(lǐng)先地位，在純電動(dòng)汽車領(lǐng)域落后的形勢下實(shí)現(xiàn)了彎道超車。目前日本已經(jīng)有豐田、本田兩家企業(yè)的7 種車型形成量產(chǎn)成功投放市場，并受到政府消費(fèi)端補(bǔ)貼的支持。2014 年以前日本各地方政府沒有對燃料電池汽車進(jìn)行扶持，自2014年起，東京都、大阪府、神奈川縣、愛知縣、兵庫縣、福岡縣等地陸續(xù)開啟對氫燃料電池汽車消費(fèi)端的補(bǔ)助，之后逐漸擴(kuò)大到全國范圍，日本全國燃料電池汽車補(bǔ)助數(shù)量從2014 年的41 輛快速增長到2019 年的532 輛。[15]目前，消費(fèi)者購買一輛氫燃料電池汽車可以享受環(huán)保汽車減稅、環(huán)境性能減稅、綠色化特例、綠色能源汽車（Clean Energy Vehicle，CEV）導(dǎo)入促進(jìn)補(bǔ)助金（下稱“CEV 補(bǔ)助金”）四項(xiàng)優(yōu)惠政策。環(huán)保汽車減稅是指購買符合條件的環(huán)保新車可以享受汽車重量稅免除優(yōu)惠。環(huán)境性能減稅是指2019 年10 月1 日車輛購置稅取消之后導(dǎo)入的替代制度。該制度特點(diǎn)是針對單位油耗行駛距離較遠(yuǎn)的汽車在購買時(shí)給予一定稅收優(yōu)惠，按照油耗對不同車型采取最高至3%的差異稅率。[16]例如日本政府2020 年公布的741kg 以下乘用車最新單位油耗行駛距離基準(zhǔn)為24.6km/L，[17]一輛車的單位油耗行駛距離越是大于該基準(zhǔn)，表明其對環(huán)境越友好，可獲得的環(huán)境性能減稅比例越高。氫燃料電池汽車可以獲得該項(xiàng)稅收的全額免除。綠色化特例是指針對有害氣體排出較少的汽車，在購入新車的第二年可以享受汽車稅（針對汽車持有環(huán)節(jié)征收的地方稅，購車后每年需要繳納）減免75%的優(yōu)惠。[18]CEV補(bǔ)助金是指政府為了縮小新能源車與燃油車的價(jià)格差距，推廣新能源車設(shè)置的購置補(bǔ)助，氫燃料電池汽車根據(jù)車型不同可獲得不同程度補(bǔ)助，最高不超過225 萬日元。[19]

如表3 所示，以豐田公開發(fā)售的“MIRAI”品牌5 種車型為例，優(yōu)惠額度均在139 萬日元以上，最大購買優(yōu)惠能夠達(dá)到141.9 萬日元，相應(yīng)補(bǔ)貼幅度可達(dá)銷售價(jià)的17.6%。

表3 豐田“MIRAI”品牌汽車各車型購買優(yōu)惠表（單位：日元）

如表2 所示，日本政府在2021 年政府預(yù)算案中列入155 億日元的CEV 補(bǔ)助金，給予氫燃料電池汽車、電動(dòng)汽車和插電混合動(dòng)力汽車等新能源車型購置補(bǔ)貼。按照一輛氫燃料電池汽車補(bǔ)貼117.3 萬日元計(jì)算，可以補(bǔ)貼13213 輛；電動(dòng)汽車根據(jù)車型不同補(bǔ)貼額度在7.6 萬～42 萬日元不等，如果按照一輛電動(dòng)汽車補(bǔ)貼20 萬日元計(jì)算，可以補(bǔ)貼77500 輛。

盡管日本政府補(bǔ)貼力度較大，但是相對于乘用車巨大市場，整體力度仍顯不足。日本2019年（由于2020 年新車銷售受到疫情嚴(yán)重影響銳減11.5%，因此使用2019 年數(shù)據(jù)較為合適）新車銷售量為519 萬輛。[20]其中新能源汽車共1.47 萬輛，包括電動(dòng)汽車、插電混合動(dòng)力汽車、氫燃料電池汽車和混合動(dòng)力汽車四種類型，銷售最多的是混合動(dòng)力車汽車，共143 萬輛，其他三種類型車共銷售3.8 萬輛。從數(shù)據(jù)看，新能源汽車銷售量占汽車銷售總量的28.4%，占比并不低，但是其中燃油為主要?jiǎng)恿Φ幕旌蟿?dòng)力汽車占銷售總量比重高達(dá)27.7%，電動(dòng)汽車、插電混合動(dòng)力汽車、氫燃料電池汽車等新能源為主要?jiǎng)恿Φ钠囶愋秃嫌?jì)銷售量僅占銷售總量的0.7%，這樣的成績與東京都政府提出的“2030 年用新能源汽車大規(guī)模替代甚至徹底取代燃油汽車”還有較大距離。

（四）積極支持加氫站等氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

日本全國目前共有155 所加氫站，其中首都圈58 所，中京圈45 所，關(guān)西圈18 所，九州圈14所，其他地區(qū)20 所，[21]距離2025 年建成320 所的任務(wù)仍然任重道遠(yuǎn)。為實(shí)現(xiàn)“氫能社會”戰(zhàn)略目標(biāo)，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省早在2013 年就開始推出“氫能源設(shè)備補(bǔ)貼”政策，對加氫站進(jìn)行補(bǔ)貼，經(jīng)過多年發(fā)展，政策已經(jīng)具有相當(dāng)力度，加速推進(jìn)了加氫站建設(shè)步伐。針對300Nm3/h 以上的中等規(guī)模加氫站建設(shè)，依照不同加氫方式給予最高2.5 億～3.9 億日元不等的補(bǔ)助；針對50～300Nm3/h 之間的小規(guī)模加氫站給予1.8 億～2.2 億日元不等的補(bǔ)助，[22]其中站內(nèi)制氫（onsite）型加氫站的補(bǔ)助額度明顯高于離站制氫（off-site）型加氫站。如表2 所示，日本政府在2021 年政府預(yù)算案中列入110 億日元，支持加氫站等氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。與此同時(shí)，地方政府推出配套支持政策，例如東京都政府規(guī)定，對已經(jīng)獲得中央政府補(bǔ)貼并正在運(yùn)行的加氫站，依據(jù)規(guī)模不同，東京都政府可以給予500 萬～ 4000 萬日元不等的補(bǔ)貼。[23]

四、日本氫能產(chǎn)業(yè)政策的特點(diǎn)

（一）提出全產(chǎn)業(yè)鏈解決方案

日本從2014 年第四次能源基本計(jì)劃開始將氫能發(fā)展上升到國家戰(zhàn)略高度，提出構(gòu)建“氫能社會”的口號，并很快制定出具體路線圖，設(shè)定重點(diǎn)任務(wù)，撥付相應(yīng)預(yù)算。日本氫能發(fā)展戰(zhàn)略的突出特點(diǎn)是從全產(chǎn)業(yè)鏈層面考慮問題，將氫能發(fā)展與降低碳排放結(jié)合起來，明確指出氫能發(fā)展并不是目的，通過發(fā)展氫能改變原本能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)零碳社會才是最終目標(biāo)。因此，低碳減排要體現(xiàn)在氫氣“制、儲、運(yùn)、加”的各個(gè)環(huán)節(jié)，著重將氫能技術(shù)和CCUS 技術(shù)在應(yīng)用層面融合起來，才能真正實(shí)現(xiàn)構(gòu)建“氫能社會”的終極目標(biāo)。

（二）市場化趨向激發(fā)消費(fèi)積極性

日本氫能發(fā)展重視需求側(cè)管理，在消費(fèi)端大力進(jìn)行補(bǔ)貼，考慮多種應(yīng)用場景，推出不同類型支持政策。從經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省和環(huán)境省的相關(guān)預(yù)算可以看出，日本中央政府支持重點(diǎn)在應(yīng)用而不在研發(fā)，重視成熟技術(shù)的驗(yàn)證、推廣和普及。日本政府在2014年以前并沒有過多介入氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。究其原因，一方面是因?yàn)闅淠芗夹g(shù)雖然產(chǎn)生較早，但是發(fā)展緩慢，技術(shù)前景一直不甚明朗；另一方面，自從20世紀(jì)90 年代以來，日本逐漸擺脫原來政府主導(dǎo)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的舊模式，努力向創(chuàng)造良好的營商環(huán)境、給予經(jīng)濟(jì)社會各部門公平競爭機(jī)會的發(fā)展模式轉(zhuǎn)型。[24]

燃料電池技術(shù)創(chuàng)新主力在企業(yè)，主攻方向是燃料電池汽車領(lǐng)域。2001 年時(shí)任美國總統(tǒng)布什提出氫能社會戰(zhàn)略，大力支持氫能發(fā)展，[25]規(guī)定氫燃料電池汽車的零排放汽車（Zero Emission Vehicle,ZEV）積分系數(shù)為電動(dòng)汽車的10 倍，由此掀起氫燃料電池汽車的發(fā)展潮流。[26]日本緊跟歐美形勢，豐田、本田、日產(chǎn)等民間企業(yè)開始大力投入相關(guān)研發(fā)。

日本燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)政策非常重視需求側(cè)管理，著力降低消費(fèi)者購買和使用成本，引導(dǎo)激發(fā)消費(fèi)者對新能源汽車的消費(fèi)積極性。2009 年，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省和國土交通省聯(lián)合推出“環(huán)保汽車補(bǔ)貼”，對達(dá)到一定環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的乘用車給予10 萬～ 25 萬日元的補(bǔ)貼，該政策實(shí)施到2010 年9 月末。[27]這一補(bǔ)貼政策的實(shí)施，極大地促進(jìn)了2008 年金融危機(jī)之后汽車市場復(fù)蘇，同時(shí)推進(jìn)了汽車節(jié)能環(huán)保技術(shù)應(yīng)用的快速發(fā)展。2012 年日本政府推出了CEV 補(bǔ)助金制度。豐田在2014 年推出量產(chǎn)版氫燃料電池汽車“MIRAI”之后，日本政府及時(shí)將其納入CEV補(bǔ)貼措施框架中予以扶持。如表3 所示，近年來日本政府逐漸形成較為完整的消費(fèi)端減稅和補(bǔ)貼政策體系，致力于從市場角度激發(fā)消費(fèi)燃料電池汽車的積極性。

（三）出臺階梯型稅收措施鼓勵(lì)新能源汽車發(fā)展

在通過補(bǔ)貼引導(dǎo)氫能發(fā)展的同時(shí)，日本政府也根據(jù)能耗采取階梯型稅收措施，加強(qiáng)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性要求，達(dá)到逐漸降低全社會碳排放的目的。這方面最典型的措施是前面提到的環(huán)境性能減稅。目前日本汽車產(chǎn)業(yè)正處于從傳統(tǒng)燃油汽車為主向新能源汽車為主不斷轉(zhuǎn)型的過程之中。整體而言，新能源汽車銷售并沒有占據(jù)市場主導(dǎo)地位，車輛購置稅作為針對汽車退出流通環(huán)節(jié)時(shí)征收的一種財(cái)產(chǎn)稅，采取單一稅率一次性征收，不能體現(xiàn)對新能源汽車鼓勵(lì)態(tài)度，原有車輛購置稅已經(jīng)不適合世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型發(fā)展的大環(huán)境。日本將車輛購置稅廢止，代之以依據(jù)能耗的階梯稅率措施，是一種與時(shí)俱進(jìn)推進(jìn)環(huán)境保護(hù)的做法。日本政府還推出用環(huán)保汽車減稅降低汽車重量稅的措施，采取與環(huán)境性能減稅類似的階梯稅制，提高對環(huán)境友好車型的鼓勵(lì)力度。

五、氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題及對中國的啟示

（一）氫能產(chǎn)業(yè)面臨的共同問題

近年來，由于燃料電池技術(shù)發(fā)展遭遇瓶頸以及產(chǎn)業(yè)化緩慢等原因，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展遇到一定困難。

一是燃料電池電堆制造需要使用鉑金，這種貴金屬在地球上儲量有限、價(jià)格高昂，燃料電池制造成本會隨著產(chǎn)量的增加逐漸升高，對燃料電池汽車普及造成影響；二是相對于電動(dòng)汽車，燃料電池汽車的動(dòng)力系統(tǒng)過于復(fù)雜，需要?jiǎng)恿︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)和儲氫系統(tǒng)等默契配合，[28]相對安全性會受到影響；三是來自相對成熟的電動(dòng)汽車技術(shù)的擠壓。電動(dòng)汽車技術(shù)雖然同樣擁有一些無法克服的技術(shù)缺點(diǎn)，但是目前應(yīng)用技術(shù)較為成熟，逐漸形成了馬太效應(yīng)。特別是最近受到國際金融市場追捧，以特斯拉為代表的電動(dòng)汽車廠商股價(jià)大漲，特斯拉CEO 埃隆·馬斯克躍升為全球首富，[29]更是給電動(dòng)汽車行業(yè)注入了強(qiáng)心劑，然而，社會輿論和新能源行業(yè)內(nèi)部卻掀起一波對氫燃料電池汽車發(fā)展前景的質(zhì)疑。這些都將給氫能產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展帶來一定程度的影響。

（二）日本氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展遇到的主要問題

1.補(bǔ)貼為主的刺激政策能否持續(xù)存疑

日本采取消費(fèi)端補(bǔ)貼的方式促進(jìn)燃料電池汽車的消費(fèi)，目前看有效地促進(jìn)了燃料電池汽車市場發(fā)展。但是，由于燃料電池汽車產(chǎn)能較小，成本較高，補(bǔ)貼金額是電動(dòng)汽車的數(shù)倍。如果氫能產(chǎn)業(yè)自身無法通過技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)能提升來降低成本，這樣的補(bǔ)貼力度必然無法長期持續(xù)。

2.缺乏氫源限制日本氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展

日本電力供應(yīng)不足問題嚴(yán)重，2011 年東日本大地震之后，基于安全考慮日本關(guān)停了一批核電站，使本就緊張的電力供應(yīng)雪上加霜。目前日本的主力電源是火力發(fā)電，為達(dá)成“雙碳”目標(biāo)，火力發(fā)電規(guī)模明顯不宜再擴(kuò)大。電解水制氫需要消耗大量電能，雖然發(fā)展氫能是達(dá)成“雙碳”目標(biāo)的途徑之一，但能源不足的根本矛盾無法回避。目前日本嘗試在海外建立氫氣生產(chǎn)基地，但是過度依賴其他國家的能源供應(yīng)，在將來氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大之后，又會帶來產(chǎn)業(yè)安全、能源安全等一系列問題。

3.技術(shù)研發(fā)方面豐田一家獨(dú)力難支

2018 年，日產(chǎn)出于縮減研發(fā)投入的考慮，暫停了與德國戴姆勒和美國福特共同開發(fā)氫燃料電池汽車商用化技術(shù)的項(xiàng)目，日產(chǎn)宣布將專注于電動(dòng)汽車的研發(fā)。[30]豐田由于在氫能技術(shù)研發(fā)上孤立無援，不得不積極向海外需求市場尋找合作伙伴。2019 年豐田宣布無償開放2840 件氫燃料堆棧專利、4540件燃料電池控制系統(tǒng)、680 件氫氣罐專利，期限至2030 年。[31]同時(shí)，豐田一直在積極尋求與中國在氫能領(lǐng)域進(jìn)行合作，2019 年與清華大學(xué)成立“清華大學(xué)-豐田聯(lián)合研究院”，在中國積極布局氫能技術(shù)研發(fā)。豐田作為國際奧委會的主要贊助商，提供了140 輛Mirai 作為北京冬奧會主要接送工作車輛，這是中國首次進(jìn)口氫燃料電池汽車。

（三）中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展遇到的主要問題

1.保證綠色氫源供給仍然存在困難

盡管氫氣制取方式多樣，但是從環(huán)保和生產(chǎn)規(guī)模等角度考慮，目前氫能產(chǎn)業(yè)主要可以依靠的方式只有電解水制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫兩種。

電解水制氫需要耗費(fèi)大量的電能，只有用新能源發(fā)電制氫才能達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。新能源發(fā)電具有非常大的不穩(wěn)定性，受到自然條件的高度影響，造成新能源發(fā)電高峰與用氫高峰并不能完全契合，因此氫氣存儲成為重要課題。氫氣具有密度小、穩(wěn)定性差等特點(diǎn)，目前大規(guī)模、高密度的氫氣存儲技術(shù)仍然有待突破，而且即使能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模存儲，要維持存儲介質(zhì)高壓或低溫狀態(tài)也需要較大的運(yùn)營和維護(hù)成本。

工業(yè)副產(chǎn)氫是化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程的副產(chǎn)物，因副產(chǎn)氫純度較低、成分復(fù)雜，目前通常只有燃燒等低效利用途徑，通過副產(chǎn)氫提純?nèi)剂蠚錃馐菍Ω碑a(chǎn)氫的一種高效利用，但是面臨諸多問題。一方面工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)能較小，無法支撐氫能產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展；另一方面，燃料氫氣對于微量雜質(zhì)的要求極為嚴(yán)苛，目前在我國工業(yè)副產(chǎn)氫提純?nèi)匀皇且豁?xiàng)行業(yè)難題，大規(guī)模制取仍然有待發(fā)展。

2.我國在氫能產(chǎn)業(yè)多個(gè)環(huán)節(jié)仍然缺少核心技術(shù)

我國氫能產(chǎn)業(yè)在制氫、儲氫、運(yùn)氫、加氫等環(huán)節(jié)仍然缺乏核心技術(shù)，關(guān)鍵核心零部件國產(chǎn)化率較低。例如，技術(shù)方面，催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙等核心材料尚未突破，雙極板、膜電極、氫瓶等零部件還存在差距。產(chǎn)業(yè)方面，部分燃料電池企業(yè)進(jìn)入了快速成長期，但與國外相比，我國企業(yè)實(shí)力偏弱、資源不足；液氫的大規(guī)模制取和運(yùn)輸還未啟動(dòng)，而國際上已發(fā)展出日產(chǎn)百噸級的液氫工廠；在氫儲能、分布式熱電聯(lián)供等領(lǐng)域的應(yīng)用，我國總體還處于探索階段；我國車載儲氫系統(tǒng)在質(zhì)量儲氫密度、體積儲氫密度及系統(tǒng)成本方面仍然未達(dá)到產(chǎn)業(yè)化要求；建設(shè)低溫高壓加氫站所需的一系列技術(shù)仍然有待逐漸完善。技術(shù)落后僅僅是一個(gè)方面，更重要的是，目前豐田公司已經(jīng)推出了Mirai 這種商業(yè)上較為成熟的乘用車產(chǎn)品，而且在中國具有較高的知名度，目前國內(nèi)廠商無論是品牌還是技術(shù)都與之存在一定差距。

3.氫氣安全性問題給發(fā)展造成不利影響

氫氣的不穩(wěn)定性給儲存和運(yùn)輸帶來了較大困難和一定危險(xiǎn)性，過去氫氣一直被認(rèn)定為危險(xiǎn)化學(xué)品，需要在化工產(chǎn)業(yè)園中才能制取，社會上對氫氣易燃易爆的認(rèn)識逐漸形成。2019 年河北省出臺文件突破了這一限制，規(guī)定風(fēng)電制氫可不用進(jìn)化工園區(qū)。但是社會大眾對氫能技術(shù)認(rèn)知仍然較少，對氫氣恐懼心理仍然大范圍存在。

未來在努力促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，氫能能否被大眾所接受是關(guān)系到產(chǎn)業(yè)能否快速發(fā)展的重要問題。新技術(shù)推廣之初，一些技術(shù)和應(yīng)用上存在的問題有待持續(xù)改進(jìn)，也有一些使用方式的變化讓人無法馬上適應(yīng)，這些都是正常現(xiàn)象。想要發(fā)展氫能技術(shù)，就必須加深民眾對氫能技術(shù)現(xiàn)狀和未來前景的認(rèn)識，在取得廣泛共識的基礎(chǔ)上，帶動(dòng)全社會共同助力氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

（四）日本經(jīng)驗(yàn)對中國的啟示

1.按照節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)采用階梯型購置稅制度

近年來，我國陸續(xù)出臺車輛購置稅和車船稅的減免措施，旨在鼓勵(lì)消費(fèi)市場向節(jié)能環(huán)保型汽車轉(zhuǎn)型，相關(guān)制度也會根據(jù)實(shí)際情況不斷更新。根據(jù)相關(guān)政策，排量在1.6 升以上的汽車需要繳納10%的車輛購置稅，1.6 升以下的小排量汽車需繳納7.5%，入選免征目錄的新能源汽車可以享受稅收免除優(yōu)惠；車船稅根據(jù)汽車能耗標(biāo)準(zhǔn)的不同，能夠獲得半免或者全免優(yōu)惠。2021 年1 月末，工信部發(fā)布了最新的車輛購置稅免征目錄，新增了158 款新能源車型，美國汽車品牌特斯拉被納入其中。[32]

在通過減稅鼓勵(lì)新能源汽車消費(fèi)方面，我國與日本相關(guān)政策框架雖較為相似，但仍有差異，主要有兩點(diǎn)：一是日本方面采用階梯型差異稅率的特點(diǎn)較為明顯，替代日本車輛購置稅的環(huán)境性能減稅分為免征、1%、2%、3%四個(gè)檔次，針對不同的燃油消耗提供不同的稅收優(yōu)惠；汽車重量稅同樣根據(jù)車輛不同的燃油消耗分為免征、減免75%、減免50%和全額征收四個(gè)檔次。二是日本車輛購置稅和汽車重量稅的減免依據(jù)主要是燃料消耗國家標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下汽車環(huán)保性能超過國家標(biāo)準(zhǔn)10%可以獲得減免。目前我國的燃耗國家標(biāo)準(zhǔn)主要被用來規(guī)制企業(yè)生產(chǎn)行為。我國可以參考日本做法，以《乘用車燃料消耗量限值》強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)作為基準(zhǔn)，規(guī)定多檔次階梯式稅收優(yōu)惠措施，從需求側(cè)鼓勵(lì)消費(fèi)市場向新能源汽車轉(zhuǎn)型升級。

2.重視氫能發(fā)展與碳捕捉技術(shù)相結(jié)合

氫能產(chǎn)業(yè)的很多環(huán)節(jié)會排放二氧化碳，如果不能通過技術(shù)對這部分二氧化碳進(jìn)行處理，氫能就無法成為真正意義上的清潔能源。目前國際通行做法是采用碳捕捉技術(shù)解決生產(chǎn)過程中的排碳問題?！笆濉睍r(shí)期“燃煤二氧化碳捕集利用封存”已經(jīng)被寫入了《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》。[33]相應(yīng)的新技術(shù)也在不斷研發(fā)中，如中國科學(xué)院武漢巖石力學(xué)所二氧化碳地質(zhì)封存學(xué)科組正在開發(fā)“二氧化碳驅(qū)采水”技術(shù)。[34]目前我國還沒有氫能方面的整體規(guī)劃，建議未來規(guī)劃氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)，綜合考慮與CCUS 技術(shù)融合問題，提出綜合解決方案?？梢詤⒖既毡咎岢龅慕Y(jié)合CCUS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)零碳社會的相關(guān)理念，將氫能發(fā)展與CCUS 結(jié)合起來進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，讓相關(guān)政策形成體系。

3.建立全產(chǎn)業(yè)鏈氫能發(fā)展規(guī)劃

“發(fā)展氫能與儲能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域”已經(jīng)被寫入“十四五”規(guī)劃，中央政府給我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展確定了未來大方向，期待有關(guān)部門盡快出臺相關(guān)領(lǐng)域具有可操作性的頂層設(shè)計(jì)。從目前政策來看，財(cái)政部2020 年9 月出臺了《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》，提出“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”的燃料電池汽車發(fā)展思路。[35]這無疑將會有力推動(dòng)我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前京津冀、上海、廣東三個(gè)示范城市群已經(jīng)獲批。問題在于，目前從財(cái)政部出臺文件到上海、佛山、張家港等氫能發(fā)展先行地區(qū)出臺的規(guī)劃都可以看出，相關(guān)政策基本圍繞燃料電池汽車及其配套產(chǎn)業(yè)鏈展開，以關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為主要任務(wù)。這樣進(jìn)行規(guī)劃當(dāng)然對我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常有利，但是僅僅關(guān)注燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)是不夠的，需要在抓住重點(diǎn)任務(wù)的同時(shí)兼顧氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)整體建設(shè)。氫能發(fā)展是一個(gè)全產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動(dòng)、上中下游一體化的系統(tǒng)工程，發(fā)展氫能的最終目的是推動(dòng)綠色轉(zhuǎn)型，轉(zhuǎn)換能源結(jié)構(gòu)和發(fā)展方式，不僅是在新能源汽車領(lǐng)域搶占制高點(diǎn)。為此，未來我國可以參考日本做法，從氫能的制、儲、運(yùn)、加各個(gè)環(huán)節(jié)的整體規(guī)劃出發(fā)，在考慮二氧化碳排放的同時(shí)，制定全社會都能參與和受益的中國版“氫能社會”發(fā)展戰(zhàn)略。