氫能產業爆發將比想象中來得更快

氫能，被認為是“２１世紀的終極能源”，氫能汽車，也被認為是氫能產業化的突破口，被寄予厚望。

“氫能電池、氫能汽車是公認的戰略新興產業，這是一輪重大機遇。”中國科學院院士、武漢理工大學校長張清杰曾表示。

然而，前途光明，道路卻十分崎嶇。據媒體報道，２０１５－２０１７年，國內總計生產了燃料電池乘用車、客車、專用車１９１１臺，在我國超過２億輛的汽車保有量中，簡直不到“九牛一毛”。

另一則信息顯示，截至２０１７年５月份，已經在日本上市兩年之久的豐田氫氣燃料電池車“爆款”——Ｍｉｒａｉ，至今的登記數量不足１５００輛，在２０１６年底，該數據僅為１３７０輛。

氫能汽車為何叫好不叫座？氫能汽車離進入千家萬戶還有多遠？氫能推廣應用的“脖子”到底卡在哪里？

制氫：大量副產氫被當作廢氣燒掉，“中國不缺氫”

“中國不缺氫。”日前，國家千人計劃專家、中國地質大學（武漢）教授程寒松介紹，我國能源結構，油少煤多，“神華公司一家產生的氫，就可供４０００萬輛汽車使用，而中國目前車輛總數還不到２億輛。能提供工業副產氫的企業國內還有很多。”例如，中國有大量的氯堿工業，電解水時產生大量副產氫，現在大部分都被“點天燈”，當廢氣燒掉了。“這些氫如果能夠利用起來，氫源不成問題。”據悉，在湖北，武鋼、葛化等企業也有大量的氫氣產生。

隨著科技的進步，氫燃料電池的壽命、成本已不再是瓶頸。當前，世界最好的氫燃料電池，已在大巴上運行超過了３萬個小時，基本與車輛壽命相同。

豐田的氫燃料電池轎車，可保證使用５０００小時不壞，按一天開一個小時算，可以開十來年，與傳統汽車壽命差距已經不大。

目前，中國已成為全球最大的燃料電池市場之一，有２００多家燃料電池公司，盡管在經驗、材料、控制等方面，與國外一流公司還有相當大的差距，但隨著用量擴大，技術進步只是遲早的事。

制氫、用氫兩端的技術難度已非不可逾越，氫能應用的“脖子”，就卡在儲氫、加氫這些中間環節上。

儲氫：高壓、低溫方法成本均太高

程寒松介紹，目前，全球氫氣儲運主要有三種路徑：高壓、冷凍，以及吸附。

最主流的儲氫方法是高壓。在歐美，儲氫罐的氣壓標準是７００個大氣壓，在中國為３５０個大氣壓。加氫站壓力還要大一些，歐美是９００個大氣壓，中國是４５０個大氣壓。

“高壓是一種成熟的技術，包括豐田等國際知名公司都采用，但對儲氫罐要求很高。要知道，一個家用高壓鍋的壓力只有２個大氣壓，３５０－４００個大氣壓壓力有多大可想而知。”程寒松介紹，高壓儲氫罐用鋁做內膽，外面用碳纖維纏繞。問題是，這種儲罐太貴，離量產還比較遠。

第二種方法是冷凍液化，讓氫氣在零下２５３攝氏度以下變成液體。上世紀８０年代，美國航天飛機使用的燃料液氫，就是采用冷凍法制成的。這一方法的缺點，是制冷需要耗費大量電能。而且，制成的液氫無法長期保存。

這兩種方法制備的，均為純態液氫。在運輸上，需要采用專用的“魚雷管車”。而魚雷管車也存在缺點，一輛魚雷管車，拉十來個管子，只能運輸不到３００公斤氫氣，而且充滿一個魚雷管，就要花費六七個小時，時間太長，難以規模化復制。鋼瓶內的壓力達到２００個大氣壓，不能進入市區。此外，這種魚雷管車特別貴，租一天就要１０００元，成本太高。

氫油：氫能儲運的另一條路徑

氫氣儲運，還有第三種方法：吸附法。

程寒松介紹，這種方法將氫元素“粘”在某種材料中，不需要壓力和冷凍，常溫常壓就能存儲。

“金屬材料，如鈦鐵合金、鎂鋁合金都可以形成氫化物。但這些材料是固體，吸附量有限。”程寒松介紹，業內數家企業已研發出“液體吸附法”。

第一類是以日本Ｃｈｉｙｏｄａ公司為代表，用苯或者甲苯作為吸附載體。“苯或者甲苯是非常強的吸附劑，一般要采用４００攝氏度以上的溫度，加入大量貴金屬作催化劑。”

第二類是以德國Ｈｙｄｒｏｇｅｎｉｏｕｓ公司為代表，使用二芐基甲苯作載體。這種方法脫氫溫度在３２０－３５０攝氏度，但是需要貴金屬鉑作為催化劑，鉑在地球含量稀少。

第三類，是以程寒松創立的武漢氫陽公司為代表，利用有機不飽和化合物（儲油）吸附氫氣，生成烷烴類化合物（氫油）。這是一種較弱的化學吸附，可逆性較好，２００攝氏度的溫度下，就可以脫氫，且純度較高。

在加氫工廠，儲油吸收氫氣變成氫油；在行駛過程中，氫油中的氫被釋放出來，又變回了儲油，循環利用。釋放出的氫氣與氧氣在燃料電池中發生電化學反應，變成電能，這一過程中，只產生水，沒有污染。

“氫油”技術，在高壓、低溫之外，開辟了氫能儲運的“第三條道路”，解決了常溫常壓下氫能儲運的世界性難題，且容易推廣，沒有安全和基礎設施的問題。

氫油可用普通罐車運輸，不但可以進入市區，且運輸成本僅為高壓氫成本的１／４左右。

加氫：氫油加注站成本僅為高壓加氫站１／５０

氫能要最終抵達用戶，離不開加氫站。４５０－９００個大氣壓的加氫站，讓人們“談氫色變”。

國際氫能協會副主席、清華大學教授毛宗強介紹，加氫站是制約氫能產業發展的關鍵。加氫站怎么批，怎么建，當前全國都還缺乏經驗。

目前，國內在建的加氫站有８座。今年６月１１日，湖北首座固定式加氫站已在武漢經濟技術開發區破土動工。

這些加氫站大部分都建在郊區，除了對安全的顧慮之外，魚雷管車無法進入市區也是重要原因。加氫難，打擊了企業、個人購買氫能汽車的積極性。

“氫油”的加油裝置，與現有加油站并無太大區別。只不過，氫油站有兩個泵，一個往里加，把“氫油”加進車里，一個往外抽，把“儲油”抽出來再利用。

在成本上，氫油加注站只有高壓加氫站的１／５０。據悉，在國內，建設一個高壓加氫站需要投資１０００萬元－１５００萬元，且只能容納約５００公斤氫氣，成本很高，而一個氫油加注站的建設成本在３０萬元左右，成本低得多，并且可以與現有汽柴油站并站，無須新建。

專家認為，氫能源的爆發期將會來得很快，快到不可想象。當前，大批能源公司，比如中節能、華能、南方電網、國網等，都在布局搶占氫能產業先機。

“氫取之不盡，用不之竭，用完了以后又變成水，并不會消失，是最好的能源載體。未來的經濟將建立在氫能的基礎上，正如現在全球經濟都建立在石油的基礎上一樣，經濟價值是無可估量的。”程寒松表示。