氫能到底有多厲害 被寄予如此厚望？
2017-12-26 10:54:49
摘要：在日前召開的2017國際清潔能源論壇(澳門)上，氫能被列為主要議題之一。眾多國際知名的氫能專家學者和機構，就氫能利用的現狀與前景進行了充分討論。
在日前召開的2017國際清潔能源論壇(澳門)上，氫能被列為主要議題之一。眾多國際知名的氫能專家學者和機構，就氫能利用的現狀與前景進行了充分討論。氫能在推進能源生產和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系過程中將有何作用?未來氫能將如何發展?且聽與會專家解讀。
氫能有多厲害
“我今年80歲，如果能活到85歲，估計就會看到中國氫能產業鏈的形成。”國際清潔能源論壇(澳門)常務副理事長、三峽集團原副總經理袁國林在論壇期間高聲表達了對氫能的信心。
“21世紀將是氫能世紀，人類將告別化石能源而進入氫能經濟時代。”清華大學教授、國際氫能協會(IAHE)副主席毛宗強也對氫能信心滿滿。
“21世紀的終極能源必將是氫能。未來的氫能必將是可持續發展能源的核心，將成為支持世界經濟發展的關鍵能源。”聯合國開發計劃署能源環境處項目主任張衛東同樣看好氫能前景。
氫能到底有多厲害，被寄予如此厚望?
氫是宇宙中最豐富的元素，地球表面沒有現成的氫氣，氫主要以化合物的形式存在，水是最重要的氫的化合物，而水又是世界上最廣泛的物質。當氫轉化為無污染、零排放的可再生能源后，人類不必像爭奪分布不均的石油那樣發動戰爭，因此氫被譽為“和平能源”。
毛宗強告訴記者，除了資源豐富，氫燃燒產生的熱量也很大，是汽油發熱值的3倍，是除核燃料之外所有化石燃料、化工燃料和生物質燃料中最高的。
更重要的是，從整個生命周期來看，與其他燃料相比，氫能也最清潔，氫燃料電池發電只產生清潔的水，而水又可以循環使用再產生氫，可以實現零排放。
另外，氫不僅可以發電、供熱，還可以作為交通能源，用途十分廣泛。
把握趨勢，順勢而為。我國在2016年8月8日發布的《“十三五”國家科技創新規劃》中明確指出要發展氫能燃料電池技術。目前，我國已成為世界第一大產氫國。2015年我國產氫量超過了2200萬噸，占世界總產氫量的34%。
毛宗強預計，2020至2025年，我國氫能商業化將初見端倪。十年之內，中國肯定會成為世界上最大的燃料電池市場。
前景很好，但尚處于發展初期的氫能也存在不少需要克服的障礙。
氫能還要邁過哪些檻?
氫能的整個產業鏈覆蓋制氫、儲存、運輸和利用等環節。中國地質大學(武漢)材料與化學學院、可持續能源實驗室主任程寒松認為，我國的制氫技術越來越成熟，可以大規模制氫。氫燃料電池的技術越來越成熟，市場規模也越來越大，燃料電池汽車已進入市場，有些汽車已使用超過3萬小時，技術也相對成熟。
程寒松指出，當前真正制約氫能經濟大規模應用的瓶頸實際上在儲氫環節。氫很難在常溫常壓條件下儲存，并在泄漏后有爆炸的危險。若能突破儲存技術問題，氫便可以被廣泛用于各種動力設備。
在論壇上，程寒松介紹了他帶領的團隊利用不飽和芳香化合物催化加氫的方法，實現了氫能液態常溫常壓運輸。這一技術不僅克服了傳統高壓運輸高成本、高風險的弊病，還使得氫能在添加催化劑釋放后即可使用。
技術上不斷突破，政策上也需要不斷完善。毛宗強指出，雖然氫能發展最終要依靠市場的力量，但還離不開政府的扶持，政策的支持最為重要。
據美國能源部氫能燃料電池項目與技術辦公室主任SunitaSatyapal女士介紹，她所在的部門管理著全美國的氫能與燃料電池的研究與發展，管理氫能的正式官員有近30人，職責細化到有專人負責氫能生產、儲運、氫燃料電池、氫安全、氫標準制定等，還有專人負責與美國國防部、交通部及各州、氫能企業之間的協調溝通。
相比之下，我國沒有明確部門管理氫能也沒有專門責任人負責氫能，國內對氫能項目的資助渠道雖多，但“九龍治水”，難言效率。所以，毛宗強建議，我國應該成立跨部門的氫能項目主管機構，統一規劃全國的氫能項目。
在終端應用環節，加氫站的數量少也是制約氫燃料在交通領域推廣的主要因素。到目前為止，我國只有不到10個加氫站。而悖論如下：如果加氫不方便，人們就不愿意購買氫能汽車，如果沒有客戶，資本也就不愿意進入加氫站建設環節。
好在一些企業已提前布局加氫站建設環節。北京雪人華氫新能源技術有限公司總經理毛志明介紹，很多企業比如中海油、中石化，都將在廣東進行加氫站選址，而且新的加氫站將會同加油站合建在一起，這樣可以節省土地，且便于推行。
在氫燃料交通工具方面，我國發展比較迅速。科技部部長萬剛曾表示，國家發展氫燃料電池可用“頂天立地”和“鋪天蓋地”來形容。“頂天立地”是要求氫能燃料電池技術要過硬、能夠站得住。“鋪天蓋地”是指燃料電池發展勢頭兇猛，可應用領域較寬，在交通領域，不僅限于燃料電池公共汽車、燃料電池汽車，甚至燃料電池輕軌火車都要發展。實際上，我國已開通了兩條氫燃料電池公共汽車線路，一條在廣州，一條在佛山，每條線都有12輛車。我國也制造出了世界首臺燃料電池輕軌火車。
氫能的推廣和使用是一個漫長的過程。專家建議，無論是技術創新、產業聯盟建設還是在公眾認知教育方面，氫能都需要繼續加強。
我國支持氫能發展的主要政策文件
《中國制造2025》
規劃了燃料電池車輛及制氫、加氫等配套設施的發展目標：到2020年，燃料電池堆壽命達到5000小時，整車耐久性到達15萬公里，生產1000輛燃料電池汽車并進行示范運行;到2025年，制氫、加氫等配套基礎設施基本完善，燃料電池汽車實現區域小規模運行。
《能源技術革命創新行動計劃(2016--2030年)》
規劃了能源技術革命重點創新路線圖，部署了15項具體任務，“氫能與燃料電池技術創新”位列其中，標志著氫能已經納入我國能源戰略。
《“十三五”國家科技創新規劃》
提出開展氫能技術領域的系統、部件、裝備、材料和平臺的研究要求，要將開發氫能、燃料電池等新一代能源技術作為發展引領產業變革的顛覆技術之一加以規劃，布局新興產業前沿技術研發，贏得競爭優勢。
國外氫能發展現狀
1.美國目前約有1800輛氫燃料電池車，其中約有330輛注冊在加利福尼亞州，這些車中大多為公交車、叉車。目前美國約有55座加氫站在運行中，其中約30座為民用，幾乎全部位于加州。美國在建的加氫站約為60座。
2.德國目前已建造33座加氫站，對外開放23座。德國計劃到2030年建成300座加氫站。到2017年2月底，德國有481輛氫燃料電池車。
3.日本產經省是日本氫和燃料電池技術的主管單位。日本大力支持氫和燃料電池發展。2017年初，日本首相安倍晉三表示，氫能源是能源安全的王牌和緩解全球變暖的措施。
日本的家庭用燃料電池熱電聯供固定電站已于2009年正式商業化，已安裝了19萬多臺。在推進燃料電池汽車方面，豐田、本田等公司都宣布實現商業化。到2017年3月，日本有1800輛氫燃料電池轎車和兩輛氫燃料電池大巴在路上運行，有92座加氫站，其中90座對公眾開放。
4.韓國要求到2030年出售的新車中要有10%為氫燃料電池車。按此比例，估計到2030年，韓國將會有18萬輛氫燃料電池轎車。
韓國計劃到2020年有1萬輛氫燃料電池轎車上路。目前，韓國共有加氫站11座，計劃到2020年達到100座。(參考文獻：《國際氫能產業發展報告》)
氫能利用小史
①大約在16世紀時，瑞士煉金術士發現了氫，最初氫被描述為“鐵溶解在硫酸中而產生的氣態物質”。
②1783年，一個名為A.L.Lavoisier的人將這種可燃燒的氣體命名為“氫”。
③1783年，法國物理學家雅克˙查爾斯發明了第一個氫氣球。
④在美國，航空航天局(NASA)是氫的最大用戶。從上世紀50年代開始，NASA就將液體氫作為燃料來推動火箭。現在氫已成為火箭領域的常用燃料。《中國能源報》
