制氢储氢，日本有哪些技术优势？

BP日经网报道：近年，全球都在积极推动可再生能源的采用和普及，随着可再生能源发电设备越来越大，预计剩余电力将越来越多。为了有效利用这些剩余电力，利用蓄电池或将电力转变成氢气等来储存能源的技术不可或缺，今后这方面的研发将越来越活跃。

在此背景下，日本专利厅通过“2013年度专利申请技术动向调查”，调查了日本制氢储氢等相关专利动向。这项调查以水电解制氢、液化系统及储存系统为对象，根据专利信息了解了电解式制氢及其周边技术的整体情况，并分析了与市场环境、政策状况及技术竞争力等的关系。本文将介绍调查结果的主要部分。

图1：技术总览

2030年以后，氢燃料电池采用需求将扩大

能源利用用途的水电解式制氢装置市场现在还不存在。燃料电池汽车在2015年刚开始销售，随着销量增加，估计2030年以后将产生超过现有制氢能力的需求（图2）。届时会在海外适合可再生能源发电的地方发电，并通过水电解方式制备氢气，然后运输到日本。

图2：燃料电池汽车和加氢站普及的趋势

按申请人国籍来看，日美欧领先

从专利申请数量的走势来看，从2001年到2003年，专利申请数量趋于增加，之后一直到2008年都保持在700～800项左右（图3）。从申请人的国籍来看，日本人的申请数量最多，占33.9％，其次是美国人和欧洲人。

图3：按申请人国籍区分的申请数量走势及比重（在日美欧中韩申请，申请年份（优先权主张年份）：2001～2011年）

注）2010年以后的专利尚未录入数据库中，加上PCT申请在各国的进展情况不同等，可能没有全面反映出申请数据。

按技术领域区分，日本在储氢系统和固体高分子型水电解方面较强

按技术领域区分的申请数量方面，有关储氢系统的专利最多。制氢方法中，日本人在固体高分子型水电解方面申请的专利较多，而美国人、欧洲人、中国人及韩国人在碱性水电解方面申请的专利较多（图4）。

图4：日美欧中韩各国专利数量在各技术领域的分布（在日美欧中韩申请，申请年份（优先权主张年份）：2001～2011年）

日本的专利申请人主要为汽车厂商

在日本申请较多的储氢系统和固体高分子型水电解方面，从按申请人区分的申请数量排名来看，专利基本都是由丰田、本田等汽车厂商申请的（表1、表2）。而碱性水电解方面的专利大都是韩国三星电机（Samsung Electro-Mechanics）、美国通用电气等国外电机厂商申请的。

表1：日美欧中韩有关储氢系统的专利申请

申请数量排在前十的申请人（申请年份（优先权主张年份）为2001～2011年）

表2：日美欧中韩有关固体高分子型水电解的专利申请

申请数量排在前十的申请人（申请年份（优先权主张年份）为2001～2011年）

表3：日美欧中韩有关碱性水电解的专利申请

申请数量排在前十的申请人（申请年份（优先权主张年份）为2001～2011年）

结合制氢和储氢系统，日本的优势所在

从电解式制氢的专利动向来看，日本在固体高分子型水电解方面占有优势，欧洲和美国在碱性水电解方面占有优势。另外，在储氢系统方面，日本的专利申请数量占有优势。

今后为了应对大型高效水电解装置需求扩大（2030年以后）而构建氢供应链时，希望日本的企业能把电解式制氢方法和储氢系统结合起来推进技术开发。