日本电力系统以集中式发电为主，福岛核事故暴露了现行体制的脆弱性。由于能源严重依赖海外供给、核电发展停滞等情况，日本能源自给率从2010年度的20%降至2016年度的8%左右。实现自给自足的分布式能源体系已成为日本能源转型的方向。构建氢能供给系统在消费地就近使用，已被认为是一种有效、经济、安全的途径。特别是对自然灾害频发的日本来说，氢能的多种利用方式既适合分布式能源发展，也适用于大型集中发电，大大丰富了能源系统的灵活性。按照日本“氢能社会”国家战略的目标，氢能最终将与电能、热能一起构成新的二次能源供给结构，在整个社会得到普及和利用。日本《氢能源白皮书》预测：到2030年日本氢能将达到1万亿日元的市场规模，氢燃料发电量将占全国总发电量的5%。

 

与欧美等国类似，日本根据《氢能与燃料电池战略路线图》的规划，也已正式开展PtG项目的示范验证。其中“福岛氢能源研究领域(FH2R)”项目，以建成全球****的可再生能源制氢、储氢、运氢和用氢的“氢能社会”示范基地和智能社区为目标，在福岛县浪江町建设运营10MW的水电解装置。为了向全世界展示氢能发展成果，日本政府还斥资3.5亿美元为东京奥运会修建地下输送管道，将福岛氢能直接输入奥运村，使至少100辆氢燃料电池公交车以及训练设施、运动员宿舍等6000余座奥运村建筑全部通过氢燃料供能。

 

日本对标欧盟和美国，为PtG系统设定了世界最高标准的技术指标与成本目标，包括2020年之前实现投资成本5万日元/kW；2032年左右在日本可再生能源固定价格收购制度(FIT)下，正式进入发电交易市场的商用化目标等。

 

除了“福岛”项目，日本还开展了氢气直接燃烧发电技术的开发及示范。日本企业大林组和川崎重工于2018年4月在全球率先实现以100%氢气作为1MW级燃气轮机组的燃料，在测试期内即向神户市中央区人工岛PortLand内4个相邻设施(神户市医疗中心综合医院、神户港岛体育中心、神户国际展览馆和港岛污水处理厂)提供了功率为1.1MW的电能和2.8MW的热能。在政府补助金支持下，企业按照市场价格向PortLand地区的酒店、会议中心等供能，目前能够提供该地区电力和热力年需求量的一半，不足的部分由关西电力公司进行补充。

 

为了实现氢能大规模发电，2018年起同样在PortLand地区推进含20%氢的天然气混合燃料的燃气轮机混烧发电技术的实验与示范，并开展500MW级燃气轮机的详细设计实验。随着降低NOx值、提高发电效率等技术难题的突破，将使氢气大规模发电成为可能。

 

按照日本《氢能与燃料电池战略路线图》的目标，2030年氢能发电将实现商用化，发电成本低于17日元/(kW×h)，氢气发电用量达到每年30万t，发电容量相当于1GW；最终目标是发电成本低于12日元/(kW×h)，在考虑环境价值的情况下，与LNG火力发电保持同等竞争力，氢气发电用量达到每年500万~1000万t，发电容量相当于15~30GW。