在当下举办的日本东京奥运会上，日本政府为东京五丁目选手村（Harumi Flag）的部分配置采用了氢能燃料电池，主要包括5632户住宅全部安装了公司为家庭开发的燃料电池Ene-Farms，它利用天然气制取氢气，然后用氢气发电和供暖。这种燃料电池的能源利用效率很高，虽然一套燃料电池设备成本约为100万日元，远高于40万日元的传统家用燃气设备，但是它平均每年能为住户节省约6万日元的电费燃气费。这一举措不仅象征着东京政府对氢能未来的信心，也显示出其在国际氢能商业化潮流中的雄心。
下图：选手村的氢能发电和供暖系统（图片来源：zg-kg.com）
日本作为世界第三大经济体，由于存在天然资源极度匮乏和能源消费量位居世界前列（石油、天然气的进口均在世界前三位）的矛盾，使其对石油、煤炭及液化天然气都基本上依赖进口（对外依存度依次为99.6%、96.1%、93.9%）。截止2016年，日本的能源自给率只有8%左右，这导致其工业命脉的脆弱度与中国及美国是无法比较的。正因为如此，40年来，日本政府和企业持续加足马力，把能源需求中的很大一部分转化为更加清洁的能源——氢能。
值得一提的是，日本对氢能源的布局，不是仅仅局限于车用，而是希望能广泛应用到日常生活中，与电力、热力一样，构成国内二次能源的三大支柱。也就是说，日本政府把“氢”普及到如同自来水一样，贯穿于衣食住行的各个方面，试图构筑一个“氢能社会”，这也成为日本能源发展战略的重中之重。在此，让我们跟随时间轴，回溯一下40年来日本发展氢能的“大事记”：
1973年，第一次石油危机爆发，日本强烈感受到能源安全对国家、经济和社会生活的重要性，便在同年成立了“氢能源协会”，以大学研究人员为中心，开展氢能源技术研发，由此拉开了氢能源与燃料电池的发展序幕。
1981年，通产省启动“月光计划”，开始研发氢燃料电池，并于每年投入固定经费，维持氢能源相关应用与技术的研发工作。
1990年，日本、日产和厂启动燃料电池车的开发。与此同时，三洋电机、松下电器和东芝公司则启动家庭燃料电池开发，并于1993年由新能源开发机构（New Energy Development Organization）领衔，成立为期十年的“氢能源系统技术研究开发”项目。
2002年，日本丰田及本田两家车厂首次向政府交付燃料电池汽车（首款展示车）。
下图：2002年推出的丰田氢燃料电池概念车，最大功率93千瓦，最大续航里程830公里（图片来源：凤凰汽车）
2005年起，日本新能源开发机构展开燃料电池大规模实际应用研发的长期计划，并于同年启动在横滨建立氢能城市的宏伟计划。但因为当时技术水准与社会接受程度都不足的原因，氢能城市的尝试持续不久就宣告结束。
尽管如此，日本并没有中断氢能的研发。2008年，日本燃料电池商业化协会（GCCJ）制定出2015年向民众推广燃料电池车的计划。
2013年，安倍晋三发布《日本再兴战略》，宣布氢能源成为国家重要发展领域。
2014年，氢能正式进入商用领域，4月，日本制定出“第四次能源基本计划”，明确了加速建设和发展“氢能社会”的战略方向。
同年6月，日本经济贸易产业省成立的氢能燃料电池战略协会，对外公布了《氢能燃料电池战略发展路线图》，里面详细规划了三阶段达成“氢能社会”的战略蓝图：第一阶段到2025年，快速扩大氢能适用范围；第二阶段到2030年底，全面引入氢发电和大规模氢气供应系统，并要达到家用定制型燃料电池的普及目标；第三阶段是2040年开始，要建立二氧化碳供氢系统，打造零排放的流程。
下图：日本“氢能社会”战略蓝图（图片来源：ammoniaenergy.org）
2014年11月，丰田名为未来（Mirai）的车款在美国亮相，是全球首部商售的氢燃料电池汽车；同年12月，未来车款在日本上市，售价6.05万美元。而日本政府也计划以每台车补贴1.81万美元的方式，支持量产的燃料电池车。与此同时，日本开始积极拓展氢能国际合作，加速氢能社会的构建，并规划了双轨并行的制氢方向：第一，从海外进口廉价氢气；第二，通过国内可再生能源制氢。
下图：Mirai车款在2014年11月洛杉矶国际车展中亮相（图片来源：维基百科）
当2014年日本提出建构“氢能社会”的同时，日本川崎重工就注意到了澳洲地下大量的低品质煤炭“褐煤”，打算以此提取氢气，并将提取出来的氢气冷却到零下253度，制成液态氢，再利用专用轮船输往日本（类似运送液化天然气）。
下图：2019年12月11日，全球首艘液态氢运载船（Suiso Frontier）于日本川崎重工神户工厂进行了下水仪式，这是全球第一艘专门设计用来运输氢的船只。这艘380英尺长的船正准备向5600英里外的澳大利亚试航。川崎重工开发的处理液化氢所需的技术，包括双层不锈钢制成的罐和管道，该设备层与层之间采用真空保温。此外，该公司还在远海建造了一个球形的储氢罐，它可能成为日本第一个液化氢装载终端（图片来源：新浪网）
从2021年开始，由澳洲向日本运送氢气，而神户机场的人工岛也为此兴建了液态氢的接收基地。川崎重工更希望在2030年能够打造出另外两艘运氢船，将22.5万吨氢运往日本，每年足以为300万辆燃料电池汽车提供10000公里的动力。
而日本国内也开始加速氢能基础设施的建设。2017年，日本公共加氢站数量只有91座，但到2020年底，该数量已达到145座，为全球之最。规划2030年要达到900个加氢站的规模。预计2050年起，整体经济效益将超越加油站，并逐步取代加油站。由此，日本市调机构富士经济（Fuji Keizai）在最新的燃料电池车世界市场分析中，提出了前所未有的预估——2030年燃料电池车的市场将是2019年的44.7倍，达到190.53亿美元规模，并逐渐普及到家用车层面。报告推测较快普及的是燃料电池货车和巴士，因为这类车通常路线固定，且距离长，所以导入燃料电池的效益更佳。在家庭燃料电池系统方面，预计2030年市场规模可达到2019年的18.5倍，整体市场扩大至447.5亿美元。
下图：燃料电池车世界市场分析，2030年燃料电池车的市场将是2019年的44.7倍（图片来源：网络）
另一方面，日本家庭燃料电池系统成本也在稳步下降中，这套系统名为Ene-Farms（即本文开篇提到的东京五丁目选手村所用燃料电池系统），其体积近似冰箱大小，通过城市管线进行输送，主要制造商为松下电器、东芝、爱信精机等。至2017年，日本安装家用燃料电池系统数量已达20万套，2019年更是突破30万套。
下图：Ene-Farms产品参数（图片来源：360图书馆）
根据华尔街日报统计，在2018至2019年的两年时间里，日本政府的氢能相关研发投入预算翻了一倍多，达到3亿美元，这还不算私营企业投入的数百万美元。2020年12月，日本公布了一份有关氢能源的初步路线图，要求到2050年，氢气和相关燃料将从现在的几乎为零的发电量增长至提供10%的电力，并将相当一部分氢能发电用于航运或钢铁制造等其他用途。
虽然日本利用氢能取代煤、天然气和石油等化石燃料的实践已走过40年，但目前依然困难重重。
首先还是成本问题。一方面，制氢所需要的原料必须是经过加工的纯水或者其它化石燃料，这一过程需要不小的成本；另一方面，制氢的时候还需要用到贵金属催化剂——铂，这种金属非常稀少，价格昂贵，大大增加了制氢的成本。值得注意的是，利用现有技术，生产纯氢所消耗的能源比直接使用化石燃料要大得多，并且也会排放温室气体。
其次是氢燃料电池的问题。一方面，氢燃料电池的功率较低，不太适用于汽车；另一方面，氢燃料电池的寿命较短，所采用的质子交换膜技术只能维持电池几千小时的使用。
第三便是安全问题。氢气是一种并不稳定的能源，极易发生爆炸和其他反应。而目前，在安全性这一方面还没有做得非常好。
第四就是配套设施和运输及储存方法。氢能源汽车想要普及，必然需要逐步将加氢站、储存站和管道建造起来，这样才能吸引用户，形成稳定增长的市场。
最后还有一个突出问题是必须重建电网，这是一个费钱费力费时间的过程，毕竟日本现有的电网只能满足氢能发电的一半需求。
氢能路漫漫，困难仍重重，日本能否真正实现“氢能社会”战略，并成为“能源游戏的改变者”，只能让我们拭目以待。
