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　　要破解支持經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和保護(hù)全球環(huán)境的雙重難題，氫能或許可以給出正確答案。

　　在日前召開(kāi)的2017國(guó)際清潔能源論壇(澳門(mén))上，氫能被列為主要議題之一。眾多國(guó)際知名的氫能專家學(xué)者和機(jī)構(gòu)，就氫能利用的現(xiàn)狀與前景進(jìn)行了充分討論。氫能在推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系過(guò)程中將有何作用?未來(lái)氫能將如何發(fā)展?且聽(tīng)與會(huì)專家解讀。

　　氫能有多厲害

　　“我今年80歲，如果能活到85歲，估計(jì)就會(huì)看到中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的形成。” 國(guó)際清潔能源論壇(澳門(mén))常務(wù)副理事長(zhǎng)、三峽集團(tuán)原副總經(jīng)理袁國(guó)林在論壇期間高聲表達(dá)了對(duì)氫能的信心。

　　“21世紀(jì)將是氫能世紀(jì)，人類將告別化石能源而進(jìn)入氫能經(jīng)濟(jì)時(shí)代。”清華大學(xué)教授、國(guó)際氫能協(xié)會(huì)(IAHE)副主席毛宗強(qiáng)也對(duì)氫能信心滿滿。

　　“21世紀(jì)的終極能源必將是氫能。未來(lái)的氫能必將是可持續(xù)發(fā)展能源的核心，將成為支持世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵能源。”聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署能源環(huán)境處項(xiàng)目主任張衛(wèi)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(méi)有現(xiàn)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(zhì)。當(dāng)氫轉(zhuǎn)化為無(wú)污染、零排放的可再生能源后，人類不必像爭(zhēng)奪分布不均的石油那樣發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng)，因此氫被譽(yù)為“和平能源”。

　　毛宗強(qiáng)告訴記者，除了資源豐富，氫燃燒產(chǎn)生的熱量也很大，是汽油發(fā)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(zhì)燃料中最高的。

　　更重要的是，從整個(gè)生命周期來(lái)看，與其他燃料相比，氫能也最清潔，氫燃料電池發(fā)電只產(chǎn)生清潔的水，而水又可以循環(huán)使用再產(chǎn)生氫，可以實(shí)現(xiàn)零排放。

　　另外，氫不僅可以發(fā)電、供熱，還可以作為交通能源，用途十分廣泛。

　　把握趨勢(shì)，順勢(shì)而為。我國(guó)在2016年8月8日發(fā)布的《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中明確指出要發(fā)展氫能燃料電池技術(shù)。目前，我國(guó)已成為世界第一大產(chǎn)氫國(guó)。2015年我國(guó)產(chǎn)氫量超過(guò)了2200萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)氫量的34%。

　　毛宗強(qiáng)預(yù)計(jì)，2020至2025年，我國(guó)氫能商業(yè)化將初見(jiàn)端倪。十年之內(nèi)，中國(guó)肯定會(huì)成為世界上最大的燃料電池市場(chǎng)。

　　前景很好，但尚處于發(fā)展初期的氫能也存在不少需要克服的障礙。

　　氫能還要邁過(guò)哪些檻?

　　氫能的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋制氫、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和利用等環(huán)節(jié)。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)材料與化學(xué)學(xué)院、可持續(xù)能源實(shí)驗(yàn)室主任程寒松認(rèn)為，我國(guó)的制氫技術(shù)越來(lái)越成熟，可以大規(guī)模制氫。氫燃料電池的技術(shù)越來(lái)越成熟，市場(chǎng)規(guī)模也越來(lái)越大，燃料電池汽車(chē)已進(jìn)入市場(chǎng)，有些汽車(chē)已使用超過(guò)3萬(wàn)小時(shí)，技術(shù)也相對(duì)成熟。

　　程寒松指出，當(dāng)前真正制約氫能經(jīng)濟(jì)大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸實(shí)際上在儲(chǔ)氫環(huán)節(jié)。氫很難在常溫常壓條件下儲(chǔ)存，并在泄漏后有爆炸的危險(xiǎn)。若能突破儲(chǔ)存技術(shù)問(wèn)題，氫便可以被廣泛用于各種動(dòng)力設(shè)備。

　　在論壇上，程寒松介紹了他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)利用不飽和芳香化合物催化加氫的方法，實(shí)現(xiàn)了氫能液態(tài)常溫常壓運(yùn)輸。這一技術(shù)不僅克服了傳統(tǒng)高壓運(yùn)輸高成本、高風(fēng)險(xiǎn)的弊病，還使得氫能在添加催化劑釋放后即可使用。

　　技術(shù)上不斷突破，政策上也需要不斷完善。毛宗強(qiáng)指出，雖然氫能發(fā)展最終要依靠市場(chǎng)的力量，但還離不開(kāi)政府的扶持，政策的支持最為重要。

　　據(jù)美國(guó)能源部氫能燃料電池項(xiàng)目與技術(shù)辦公室主任Sunita Satyapal女士介紹， 她所在的部門(mén)管理著全美國(guó)的氫能與燃料電池的研究與發(fā)展，管理氫能的正式官員有近30人，職責(zé)細(xì)化到有專人負(fù)責(zé)氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、氫燃料電池、氫安全、氫標(biāo)準(zhǔn)制定等，還有專人負(fù)責(zé)與美國(guó)國(guó)防部、交通部及各州、氫能企業(yè)之間的協(xié)調(diào)溝通。

　　相比之下，我國(guó)沒(méi)有明確部門(mén)管理氫能也沒(méi)有專門(mén)責(zé)任人負(fù)責(zé)氫能，國(guó)內(nèi)對(duì)氫能項(xiàng)目的資助渠道雖多，但“九龍治水”，難言效率。所以，毛宗強(qiáng)建議，我國(guó)應(yīng)該成立跨部門(mén)的氫能項(xiàng)目主管機(jī)構(gòu)，統(tǒng)一規(guī)劃全國(guó)的氫能項(xiàng)目。

　　在終端應(yīng)用環(huán)節(jié)，加氫站的數(shù)量少也是制約氫燃料在交通領(lǐng)域推廣的主要因素。到目前為止，我國(guó)只有不到10個(gè)加氫站。而悖論如下：如果加氫不方便，人們就不愿意購(gòu)買(mǎi)氫能汽車(chē)，如果沒(méi)有客戶，資本也就不愿意進(jìn)入加氫站建設(shè)環(huán)節(jié)。

　　好在一些企業(yè)已提前布局加氫站建設(shè)環(huán)節(jié)。北京雪人華氫新能源技術(shù)有限公司總經(jīng)理毛志明介紹，很多企業(yè)比如中海油、中石化，都將在廣東進(jìn)行加氫站選址，而且新的加氫站將會(huì)同加油站合建在一起，這樣可以節(jié)省土地，且便于推行。

　　在氫燃料交通工具方面，我國(guó)發(fā)展比較迅速。科技部部長(zhǎng)萬(wàn)剛曾表示，國(guó)家發(fā)展氫燃料電池可用“頂天立地”和“鋪天蓋地”來(lái)形容。“頂天立地”是要求氫能燃料電池技術(shù)要過(guò)硬、能夠站得住。“鋪天蓋地”是指燃料電池發(fā)展勢(shì)頭兇猛，可應(yīng)用領(lǐng)域較寬，在交通領(lǐng)域，不僅限于燃料電池公共汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)，甚至燃料電池輕軌火車(chē)都要發(fā)展。實(shí)際上，我國(guó)已開(kāi)通了兩條氫燃料電池公共汽車(chē)線路，一條在廣州，一條在佛山，每條線都有12輛車(chē)。我國(guó)也制造出了世界首臺(tái)燃料電池輕軌火車(chē)。

　　氫能的推廣和使用是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。專家建議，無(wú)論是技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟建設(shè)還是在公眾認(rèn)知教育方面，氫能都需要繼續(xù)加強(qiáng)。

　　我國(guó)支持氫能發(fā)展的主要政策文件

　　《中國(guó)制造2025》

　　規(guī)劃了燃料電池車(chē)輛及制氫、加氫等配套設(shè)施的發(fā)展目標(biāo)：到2020年，燃料電池堆壽命達(dá)到5000小時(shí)，整車(chē)耐久性到達(dá)15萬(wàn)公里，生產(chǎn)1000輛燃料電池汽車(chē)并進(jìn)行示范運(yùn)行;到2025年，制氫、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施基本完善，燃料電池汽車(chē)實(shí)現(xiàn)區(qū)域小規(guī)模運(yùn)行。

　　《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016--2030年)》

　　規(guī)劃了能源技術(shù)革命重點(diǎn)創(chuàng)新路線圖，部署了15項(xiàng)具體任務(wù)，“氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新”位列其中，標(biāo)志著氫能已經(jīng)納入我國(guó)能源戰(zhàn)略。

　　《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》

　　提出開(kāi)展氫能技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)、部件、裝備、材料和平臺(tái)的研究要求，要將開(kāi)發(fā)氫能、燃料電池等新一代能源技術(shù)作為發(fā)展引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革的顛覆技術(shù)之一加以規(guī)劃，布局新興產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)研發(fā)，贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

　　國(guó)外氫能發(fā)展現(xiàn)狀

　　▲美國(guó)目前約有1800輛氫燃料電池車(chē)，其中約有330輛注冊(cè)在加利福尼亞州，這些車(chē)中大多為公交車(chē)、叉車(chē)。目前美國(guó)約有55座加氫站在運(yùn)行中，其中約30座為民用，幾乎全部位于加州。美國(guó)在建的加氫站約為60座。

　　▲德國(guó)目前已建造33座加氫站，對(duì)外開(kāi)放23座。德國(guó)計(jì)劃到2030年建成300座加氫站。到2017年2月底，德國(guó)有481輛氫燃料電池車(chē)。

　　▲日本產(chǎn)經(jīng)省是日本氫和燃料電池技術(shù)的主管單位。日本大力支持氫和燃料電池發(fā)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?zé)犭娐?lián)供固定電站已于2009年正式商業(yè)化，已安裝了19萬(wàn)多臺(tái)。在推進(jìn)燃料電池汽車(chē)方面，豐田、本田等公司都宣布實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。到2017年3月，日本有1800輛氫燃料電池轎車(chē)和兩輛氫燃料電池大巴在路上運(yùn)行，有92座加氫站，其中90座對(duì)公眾開(kāi)放。

　　▲韓國(guó)要求到2030年出售的新車(chē)中要有10%為氫燃料電池車(chē)。按此比例，估計(jì)到2030年，韓國(guó)將會(huì)有18萬(wàn)輛氫燃料電池轎車(chē)。

　　韓國(guó)計(jì)劃到2020年有1萬(wàn)輛氫燃料電池轎車(chē)上路。目前，韓國(guó)共有加氫站11座，計(jì)劃到2020年達(dá)到100座。(參考文獻(xiàn)：《國(guó)際氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》)

　　氫能利用小史

　　①大約在16世紀(jì)時(shí)，瑞士煉金術(shù)士發(fā)現(xiàn)了氫，最初氫被描述為“鐵溶解在硫酸中而產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)”。

　　②1783年，一個(gè)名為 A. L. Lavoisier的人將這種可燃燒的氣體命名為“氫”。

　　③1783年，法國(guó)物理學(xué)家雅克·查爾斯發(fā)明了第一個(gè)氫氣球。

　　④在美國(guó)，航空航天局(NASA)是氫的最大用戶。從上世紀(jì)50年代開(kāi)始，NASA就將液體氫作為燃料來(lái)推動(dòng)火箭。現(xiàn)在氫已成為火箭領(lǐng)域的常用燃料。

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