背景
在2015年9月的“聯合國可持續發展峰會”中提出的“可持續發展目標”中涉及了一系列關于應對氣候變化和能源問題的方針。其中就包括了推進可再生能源、先進高效且低環境負荷的化石燃料技術等清潔能源技術的研究與技術的獲取；對低效使用的化石燃料補助金進行合理化調整，加速減排溫室氣體等等發展方針?？偠灾?，清潔能源的發展仍是重中之重。
氫能在使用過程中的清潔性是其備受矚目的一大優點，因此也被日本政府視為實現可持續發展的重要手段，并且在《水素燃料電池戰略路線圖》中也制定了2040年實現氫能制造運輸零碳化的氫能供給目標。
 
目前，雖然氫能在使用過程中不會產生二氧化碳以及其他污染物，但在制造過程卻并非完全“如此”。那么現在日本國采用的主流制氫方式有哪些呢？這些方法又有哪些利弊？下面氫能泡泡就來給大家進行解讀一下。
 
工業副產品氫氣
在許多工業產品的生產過程中都會產生氫氣，并且數量十分龐大。因此許多生產者都會將其回收自己使用或者對外銷售。其中，生產燒堿產生的副產氫氣是極具代表性的例子。
通過食鹽水電解的方法，每生產一噸燒堿，便會產生280Nm3的氫氣，產量十分可觀。并且這種方式生產的氫能純度較高，造價較低，可以用于對外銷售。但是這種方法需要用到消耗大量的電力，使用煤炭等化石燃料的發電廠提供的電力，最終會產生大量的二氧化碳。因此若想實現零碳排放，需要配套相應的可再生能源發電設施，如太陽能發電，風力發電等，或者對化石燃料產生的二氧化碳的進行封存。所以燒堿副產氫離零碳化這一目標還需要一定時間。
鋼鐵產業也是一個重要的副生氫氣的來源。在煉制焦炭工藝中，焦爐里會產生含有氫氣的焦爐煤氣，其中氫氣比例可以達到50%以上。根據日本2012年的統計，如果氫氣比例按照50%來計算，那么一年的鋼鐵產業的副生氫氣可以達到70億Nm3。而這種制氫方式的缺點很明顯，氫氣純度不夠高需要進一步提高純度。并且日本鋼鐵生產過程中產生的氫氣通常都會回收后，在高爐中直接利用。如果將這部分氫氣全部對外銷售，那么則會需要補充額外的化石燃料用于加熱燃燒，這仍然會造成二氧化碳排放。
 
目前日本的鋼鐵產業副生氫已經有用于民用的實例。北九州的新日本制鐵八幡制鐵所會將生產過程中產生的部分氫氣通過專用管網輸送到附近使用燃料電池的民宅和公共設施中用于發電制熱。
 
 化石燃料改質
化石燃料改質制氫是一種重要的制氫手段，可以穩定且大規模的生產氫氣，被廣泛運用于各行各業，例如氨水制造和石油化工所需要的氫氣都是采用化石燃料改質的方法來制造。
 
該方法分為水蒸氣改質法和部分氧化改質法，現在以水蒸氣改質法最為主流。這種方法通常以天然氣為原料進行SMR改質反應。在800度的吸熱反應下，通常會產生氫氣和一氧化碳。再將產生的一氧化碳處理最終生成氫氣與二氧化碳。因此這種方法的缺點也很明顯，就是制造過程本身會產生大量二氧化碳。
目前，日本正在推廣的家用燃料電池（ENE·FARM）就是采用這個原理，家庭用戶從公共煤氣管道獲得的天然氣，通過家用燃料電池的前置改質器將天然氣改質成氫氣，但同時也會產生二氧化碳。
 
 
水電解制氫
水電解制氫顧名思義就是通過電氣將水分解生成氫氣。該方法目前可以適用的有堿水電解法和固體高分子形水電解法兩種。由于固體高分子形水電解法成本較高，因此在日本目前只有堿水電解法有投入工業生產的實例。
 
 
用這種方法生產的氫氣純度較高，可以達到99.99%，并且生產過程本身不會有二氧化碳的產生。但是與燒堿生產中的食鹽水電解相同，使用電源方面仍然是做到零碳排放的一大制約因素，今后發展水力發電，太陽能發電等方法來解決電源問題仍然是重中之重。
 
 
從對日本的觀察來看，目前在制氫過程中依舊直接或間接大量使用著煤和天然氣等不可再生的化石燃料，這對于向社會引進氫能的初期階段來說，獲得較低成本且穩定的氫能資源是很重要的。然而，雖然可以說將化石燃料制氫后加以利用是化石燃料的清潔利用方式之一。但是化石燃料是非可再生能源，而且將化石燃料轉化成氫氣來加以利用的方式的整體系統效率可能低于直接清潔利用化石燃料的方式。另外，如果制造過程中產生的二氧化碳不進行封存，或者封存的二氧化碳發生泄漏、以及制造過程中產生一定程度的氣體、水、固廢等污染物質的話，這將嚴重地阻礙了氫能成為真正可再生清潔能源的步伐。
 
另外一面，日本雖然也在自己規劃的氫能發展戰略中制定了零碳排放的氫能社會的目標，但是由于自身的地理自然環境、基礎設施等等問題的限制，短時間內還難以實現。而推動利用可再生能源制氫實現制氫過程中的二氧化碳零排放、污染物零排放，對盡快讓氫能名正言順地成為真正的可再生清潔能源是非常重要的，也是必須攻克的一大課題。
 
當然日本政府也在積極地發展例如生物質能熱分解、光觸媒、廢棄塑料制氫、太陽能及風能等可再生能源制氫等更加環保的制氫技術，同時也在積極探索海外能夠利用的可再生能源（比如新西蘭的地熱能制氫項目），但是到大規模投產階段還需要一定時間。