獲取和儲運的難易是制約能源更迭的因素,更多的使用場景、更高效、更清潔是刺激能源推廣的因素。縱觀能源消費歷史,1)在 19 世紀中葉人類的社會生產力還相對較低,木材幾乎是人類所利用的唯一能源,而木材使用的普及是因為其容易獲取且易于儲藏;2)第一次工業革命期間,煤炭逐漸走進主流能源,其一人類對能源動力有了更高的需求,同樣重量的煤炭所產生的的熱量遠高于木材,其二蒸汽機的發明打破了馬馱煤炭的窘境,其三人類對鋼鐵消費量的增加也加大了對煤炭的需求;3)20世紀以來,石油和天然氣逐漸被推廣,且在二戰以后成為主流的能源,其一石油化工能產出比煤化工更多樣更廉價的化學品,其二石油相較于煤炭具有更高的能量密度,在小型運輸工具中完全占據主導地位,其三液體比固體更難儲運的問題在生產力提升后也迎刃而解,而天然氣作為石油生產的伴生產品,在發現之初因為儲運問題難以解決通常直接排放,而在管道運輸以及液化運輸普及后,消費占比不斷提升。化學能中氫能是終極能源答案。從木材到煤炭到石油再到天然氣,實質上也是從固態、液態、氣態的過程,或者說從復雜混合物到相對純凈物的過程,而以上兩個過程分別對應著儲運的由易到難以及能量密度、清潔程度的由低到高。其中化石能源的能量密度主要取決于氫元素含量占比,主因從微觀化學鍵氧化斷裂重組放能的過程中,H-H > C-H > C-C鍵。除了高能量密度外,氫氣氧化放能后的產物為水分子,是不存在任何污染的。相比主流化石能源最高的能量密度,以及無污染、無碳排放的放能過程,氫能是化石能源發展的未來。
日本氫能發展為立足產業優勢,拓寬應用場景,增厚壁壘。日本布局規劃氫能源較早,得益于先進的高端裝備制造業,日本已打通了氫能源全產業鏈,并擁有全球排名第一的氫能技術的專利數,以豐田、本田為代表的車企也完成了氫燃料汽車的研發,有效拓寬了應用場景。日本政府也在 2014 年明確了建設“氫能社會”的目標,同年豐田推出第一代 Mirai氫燃料汽車,此外日本政府于 2017 年底發布的《氫能源基本戰略》將氫能目標進行了具體的細化。
