內容摘錄：日本氫能發展最早可推至1973年石油危機開始，其中豐田在燃料電池、高壓儲氫罐的技術能量，達到世界領先的水準。本次針對TOYOTA (以下簡稱豐田)的專利分析，從專利分析中顯示豐田在1984年以前即有氫相關研究，直到2002年才開始大量申請佈局氫能相關專利，在2000~2010年為豐田第一波氫能研發佈局的高峰。
博大國際視野：台灣 2050 淨零轉型十二項關鍵戰略 / 氫能 / 打造零碳能源系統
COP26
氣候變遷大會後，全球汽車龍頭賓士、福特、通用與 Volvo等六大車廠與30多個國家聯合簽署2040年禁售燃油車的協議。在能源轉型的浪潮下，日本如何透過氫實力為燃油車轉型？
日本氫能發展最早可推至1973年石油危機開始，本次針對豐田的專利分析中，顯示豐田在1984年以前即有氫相關研究，直到2002年才開始大量申請佈局氫能相關專利，約在2000~2010年為第一波氫能研發佈局的高峰。值得討論的是，豐田在2015年1月宣布無償授權 5680 項專利技術，包括燃料電池組的專利約1970項、燃料電池控制系統的專利約 3350項、高壓儲氫罐的專利約290項，其中與燃料電池汽車相關專利開放至2020年。其無償授權的專利約有半數將在2032年前陸續到期，可預期豐田將在未來關鍵的十年2022~2032年積極推動氫能在全球商業化的腳步。上圖豐田在氫能佈局的時程，約可歸納為幾個階段：
l 概念驗證階段 (2000年前)：TRL3證明潛在創新應用的可行性。在稍早之前，美國企業家Roger Billings於1991年研發出世界首款用於汽車的氫燃料電池，正式拉開了汽車產業探索「氫動力」可能性的大幕(參考資料)。陸續有其他車廠加入佈局，如BMW就在2000年推出第一代BMW 750hL氫動力車(參考資料)。
l 重點研發與專利佈局階段 (約2000~2010年)：TRL4-7接續可行性研究之後，該技術元素應整合成具體元件，並以合適的驗證程序證明能達成原先設定的創新應用目標，直到產品雛形能在真實的場域測試。豐田從1996年推出第一代燃料電池概念車FCHV-1後，分別在1997、2001、2002、2008不斷的改進FCHV到第四代FCHV-adv，已經可以用四個70MPa儲氫罐行駛760公里。
l 商業化階段
(約2011~至今)：TRL
8-9實際系統在真實場域達成目標。豐田在2014年推出第一代量產Mirai氫燃料電動車，並開始在美國加州銷售。隔年2015年宣布將5,680項氫燃料電池專利技術免費開放到2020年，以推動並主導氫燃料電動車產業的開發。隨全球淨零碳排趨勢下，世界各國也加速電動車取代燃油車的腳步，豐田也推出氫能皮卡Hilux H2等。
本研究進一步探討豐田無償授權的技術佈局情形，以技術關聯強度與件數分析來看，在2000~2010年為豐田第一波氫專利佈局的高峰以「燃料電池」為主軸，發展控制系統、電極、催化劑及含碳反應物材料等相關技術。另外在高壓儲氫罐，提高儲氫能力及儲氫的安全性方面也累積相當多專利。其他技術還包含水解產氫技術，以及氫燃料的內燃機系統。
備註：「紅點」為主CPC四階分類，以圓圈大小說明該技術領域的專利件數；「淺色紅點」為CPC五階的分類，描述詳細的技術內容範疇，同樣以圓圈大小說明該技術領域的專利件數；另外「線徑」表示有多少篇專利，有同時出現該線兩端分類號的專利。透過各技術之間的串聯，以呈現各技術之間的關聯性強弱，越靠近的技術表示兩者相關性越高。越無關聯或越外圈的技術，也許可推測為(豐田公司)投入的新興技術領域，或其他與本業較不相關的技術。
總結：透過上述分析，可以概略了解過去豐田在氫能的技術佈局歷史。從2000~2010第一批專利佈局累積在燃料電池、高壓儲氫罐的技術能量，並達到世界領先的水準。在商業佈局階段，豐田於2015年提出專利無償授權的策略，讓豐田所開發的5680 項專利技術能擴展到各行業領域中，讓同行業者共襄盛舉的背後，豐田亦藉此將自己開發的氫能技術推廣成為產業標準，以奠定未來十年豐田在氫能市場的基礎；估計在2032年豐田第一批專利陸續到期以前，將會是豐田發展氫能車及相關應用的黃金十年。
另外值得關注的是，豐田並未放棄燃油車的發展。儘管在《格拉斯哥氣候協定》後，全球汽車龍頭賓士、福特、通用與 Volvo 等車廠紛紛宣布，將在2040停用化石燃料。然而日本車廠並未簽屬該協定，並於2021年聯合五大日本車廠Toyota、Subaru、Mazda、Kawasaki 和
Yamaha，組成「Team Japan」。他們將持續開發研究更環保的燃油技術，同時也不會中斷對氫燃料電池的投入，維持豐田的全方位戰略。在2000~2010年的技術關聯圖(上圖)，其中Y02T(交通減碳相關技術)分類下的發展項目，已揭示豐田在「氫燃料電池」與「氫內燃機」兩種氫應用型態上布局。呼應報導中提到，豐田在全球淨零碳排的趨勢下，期望透過氫燃料及生質燃料，發展更多減碳的選項如「燃料電池」及「氫內燃機」將是未來豐田持續發展的重點。
更多產業報導
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近年日本氫能車發展 ▶ 全方位戰略
▶ 豐田將在泰國推出新興國戰略車的EV款 (2022/12/21日經)
▶ BMW、TOYOTA再合作首款量產「氫燃料休旅車」最快2025登場 (2022/08/15報導)
▶ TOYOTA第2台氫能源車GR Yaris H2原型車亮相 (2021/12/08報導)
▶ 內燃機不能亡，Toyota 組織油車大聯盟拒絕格拉斯哥協定 (2021/11/18科技新報)
▶ 絕不放棄氫燃料技術！Honda 首次展示下一代燃料電池系統與全方位戰略、CR-V FCEV 將於 2024 年問世！(2023/02/04報導)
國際趨勢 ▶
歐中政策風向變！氫能車有望出頭，德車業巨擘兩邊押寶 (2021/09/22科技新報)
▶ 為實現淨零排放目標 歐盟2035年起「禁售燃油車」(2023/02/15 CTWANT)
▶ 六大車廠與
30+個國家聯合簽署 2040 年禁售燃油車
(2021/11/11 Thomas Chen)
台灣氫能發展契機 ▶ 2023~2024年總經費預算編列46.15億元以上
與主要氫能生產國家合作，拓展進口氫能供應來源，建構氫能產輸儲基礎，包含國際供應鏈、液氫接收站及輸儲設施，取得長期且穩定供應的氫氣。國營示範先行帶動企業投入：從應用需求端帶動企業投資，公私合作建立產業鏈。建立氫能混燒/專燒運維技術，完成氫能技術示範驗證場域管制規範研析及建立，達成氫能發電目標2050年占比9~12%。
▶ 淨零12項關鍵戰略行動計劃(草案)關鍵戰略2-氫能 (2022年 經濟部能源局)
其他參考資料：
1. 豐田氫燃料汽車發展歷史以及專利綜述 (2019/06 IPRdaily中文网)
2. 豐田社長也反對100%純電政策 台灣還要堅持2040禁售燃油車嗎？(2022/06/27報導)
3. 2040年停售燃油車「僅6家車廠同意」！聯合國氣候峰會結果出爐 (2021/11/11報導)
4.
2050淨零排放路徑／台灣2040年新售汽機車將全面電動化
燃油車會被禁售嗎？(2022/03/30報導)
5.
2035要禁售燃油車的日本，為何不簽署100%汽車零排放宣言？(2022/01/10天下雜誌)
6.
禁售油電車就撤廠｜英國2030年禁售燃油車 引發《Toyota》強力反彈 (2022/08/03報導)
7. 特斯拉為什麼不怕開放專利？因為他們要翻轉整個產業 (2014/07/20關鍵評論)
8. 專利運用的「新」模式─專利承諾授權 (2022/01/26 CTIMES)
9. TIPO告訴你如何從專利檢索看產業分析 (III) (2019/08/28北美智權報)
10. 特斯拉不生產氫動力汽車的真正原因！埃隆·馬斯克稱氫燃料電池汽車“極其愚蠢”：一些專家現在不同意 (2022/12/25科技啟示錄)
11. 氫能崛起，未來火車、飛機、船隻都能靠它發動 全球逾30國積極研發「2因素」卻成普及障礙 (2023/02/16今周刊)
12. 技術成熟度或稱為技術準備度(Technology Readiness Level；簡稱TRL)是美國太空總署(NASA)使用多年的技術評估方法，後來為美國國防部所用，再廣為國際各政府機構、學研單位、企業機構使用。TRL是一個系統化的量尺/衡量指標，可以讓不同型態的技術有一致性的衡量標準，描述技術從萌芽狀態到成功應用於某項產品的完整流程。而TRL涵蓋的技術研發流程則包括四個部分：概念發展：新技術或是新概念的基礎研究，涵蓋TRL1~3；原型驗證：特定技術針對一項或是多項潛在應用的技術開發，涵蓋TRL4與5；系統開發：在某一應用尚未成為一整套系統之前的技術開發以及技術驗證，然後進行系統開發，涵蓋TRL6；系統上市並運作[3]，涵蓋TRL7~9。以下分別說明TRL每個衡量尺度的定義。(2015/10/22資策會)
TRL
1 基礎科學研究成果轉譯為應用研究。
TRL
2 為某項特殊技術、某項材料的特性等，找出潛在創新應用；此階段仍然是猜測或推論，並無實驗證據支持。
TRL
3 在適當的應用情境或載具下，實驗分析以驗證該技術或材料相關物理、化學、生物等特性，並證明潛在創新應用的可行性(proof-of-concept)。
TRL
4 接續可行性研究之後，該技術元素應整合成具體元件，並以合適的驗證程序證明能達成原先設定的創新應用目標。
TRL
5 關鍵技術元件與其他支援元件整合為完整的系統/系系統/模組，在模擬或接近真實的場域驗證。需大幅提高技術元件驗證的可信度。
TRL
6 代表性的模型/雛形系統在真實的場域測試。展示可信度的主要階段。
TRL
7 實際系統的雛形品在真實的場域測試。驅使執行TRL7的目的已超越了技術研發，而是為了確認系統工程及研發管理的自信。
TRL
8 實際系統在真實的場域測試，結果符合設定之要求。代表所有技術皆已整合在此實際系統。
TRL
9 實際系統在真實場域達成目標。
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