氫能作為一種清潔能源，在應(yīng)對(duì)全球氣候變化以及“雙碳”目標(biāo)中有著巨大作用杆谓，許多國(guó)家都將氫能納入國(guó)家戰(zhàn)略囊叛。國(guó)內(nèi)制氫也正從煤炭帚萧、石油等傳統(tǒng)能源，向著風(fēng)能嘴父、電能协固、光伏等新能源轉(zhuǎn)變，新能源制氫技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與重要性酝侯，逐步凸顯溉浙。但我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展、新能源制氫以及氫能應(yīng)用蒋荚，相對(duì)落后于美國(guó)戳稽、日本等國(guó)家，亟待全面提升期升。
本文總結(jié)了我國(guó)制氫以及氫能利用的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀惊奇、趨勢(shì)，著重探討了新能源制氫以及氫能利用的發(fā)展前景播赁，力求為我國(guó)綠色氫能發(fā)展提供借鑒颂郎，推動(dòng)國(guó)內(nèi)氫能行業(yè)均衡、高水平發(fā)展容为。
目前乓序，通過(guò)一次能源、二次能源舟奠、工業(yè)領(lǐng)域等各種途徑獲取竭缝、制取氫能房维，但相較于化石能源制氫沼瘫，新能源制氫更加契合全球綠色前沿革命的展開(kāi)。
由此疑惨，在全球能源結(jié)構(gòu)更迭環(huán)境下房包，新能源制氫和氫能利用備受各界關(guān)注：一來(lái)新能源制氫技術(shù)的發(fā)展，會(huì)嚴(yán)重影響和擠壓傳統(tǒng)制氫技術(shù)的發(fā)展空間估掐，進(jìn)而取代煤制氫他案、天然氣制氫等，使得制氫更加清潔船酗、高效质驻，減少污染；二來(lái)利用可再生能源制氫收泥，有利于進(jìn)一步降低氫能成本汁匪，從而助力我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，更好更快地走上以創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)的綠色琐店、低碳贩俺、循環(huán)的發(fā)展路徑艘珊。
鑒于此，通過(guò)促進(jìn)新能源制氫技術(shù)發(fā)展來(lái)降低制氫成本投資洋魂、促進(jìn)氫能利用绷旗，既是全球能源體系發(fā)展的重要趨勢(shì)，也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)副砍、實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的必然途徑衔肢，十四五期間，氫能產(chǎn)業(yè)也將在此背景下迎來(lái)重大的發(fā)展機(jī)遇址晕。
1膀懈、世界能源轉(zhuǎn)型背景下氫能發(fā)展趨勢(shì)
1.1氫能備受重視的原因
綜合世界各國(guó)近些年來(lái)在氫能發(fā)展上的現(xiàn)狀來(lái)看，目前氫能在世界能源轉(zhuǎn)型背景下谨垃，扮演著重要的角色启搂，各國(guó)都在紛紛支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。當(dāng)前刘陶，世界氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展強(qiáng)國(guó)有美國(guó)胳赌、日本、英國(guó)匙隔、法國(guó)等疑苫。氫能在全球引起重視，各國(guó)都達(dá)成了發(fā)展氫能的共識(shí)纷责。
我國(guó)提出“雙碳”目標(biāo)恒建，主要是出于以下考慮：
（1）隨著自然生態(tài)惡化，環(huán)保剿哪、綠色琅拌、低碳勢(shì)在必行晨继，氫能開(kāi)發(fā)利用也是順應(yīng)全球能源清潔化的必然路徑穗俩；（2）煤炭資源灯趁、石油資源被大量開(kāi)采后，各國(guó)或多或少面臨能源短缺和環(huán)境惡化的局面咒祠，氫能開(kāi)發(fā)與利用是全球經(jīng)濟(jì)智复、資源、環(huán)境發(fā)展的必然需求萌琉；（3）我國(guó)減排任務(wù)艱巨光樱，發(fā)展清潔能源，既是環(huán)境需求咧饭，也是戰(zhàn)略部署尿愿；（4）氫與電耦合，是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化题禀、打造現(xiàn)代能源途徑的主要途徑鞋诗。
1.2國(guó)內(nèi)外氫能發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
世界能源轉(zhuǎn)型背景下膀捷，美國(guó)、日本削彬、歐盟等國(guó)家與地區(qū)全庸，紛紛支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并制定了氫能發(fā)展戰(zhàn)略融痛。
自石油危機(jī)之后壶笼，美國(guó)就異常重視氫能開(kāi)發(fā)與利用，從1990~2020年雁刷，美國(guó)能源部就陸續(xù)增加了氫能燃料電池項(xiàng)目覆劈，并以推動(dòng)利用氫能為發(fā)展思路，出臺(tái)了一系列的政策沛励、文件等责语，用于加強(qiáng)對(duì)氫能的開(kāi)發(fā)、利用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展目派，還成立了國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究坤候，使得氫能燃料電池項(xiàng)目快速發(fā)展，如今已經(jīng)有超過(guò)30個(gè)研究項(xiàng)目咧歪，投入資金超過(guò)數(shù)億美元投篇。
“氫能社會(huì)”戰(zhàn)略，是日本最為重要的國(guó)家戰(zhàn)略之一厦湘，日本更是將發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)作為重要的經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略爸备，無(wú)論是下游的燃料電池，還是上游的制氫哺里、儲(chǔ)氫荤勤、輸氫技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用等，日本在全球范圍內(nèi)都具有強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)力眶昵，其氫能產(chǎn)業(yè)更是位列世界前茅蒂轨，并完善了國(guó)內(nèi)燃料電池車(chē)欲广、家用和工業(yè)用燃料電池的相關(guān)制度拔衙，近幾年來(lái)正在大力普及家用氫能、工業(yè)氫能繁触。
我國(guó)向世界承諾栓稻，爭(zhēng)取在2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”、2060年實(shí)現(xiàn)“碳中和”句惯，而達(dá)成目標(biāo)的關(guān)鍵土辩，就是實(shí)現(xiàn)氫能的大量、持續(xù)制取以及各行業(yè)中的應(yīng)用推廣抢野，使得氫能在現(xiàn)在與未來(lái)發(fā)展為重要的新能源途徑拷淘。
現(xiàn)階段全球能源呈現(xiàn)出“四分天下”的格局——煤炭轉(zhuǎn)型各墨、石油穩(wěn)定、天然氣鼎盛启涯，而氫能已經(jīng)邁入黃金期贬堵，隨著碳減排形勢(shì)日益嚴(yán)峻，氫能更是得到了全球的高度關(guān)注结洼，實(shí)現(xiàn)新能源制氫以及促進(jìn)氫能跨越式發(fā)展黎做、應(yīng)用，是我國(guó)應(yīng)對(duì)全球能源結(jié)構(gòu)更迭松忍、達(dá)成“雙碳”目標(biāo)的必然路線(xiàn)蒸殿，并將氫能作為十四五規(guī)劃的重點(diǎn)任務(wù)，各地也積極響應(yīng)號(hào)召鸣峭，大力發(fā)展宏所、扶持氫能產(chǎn)業(yè)。
2音虹、新能源制氫技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展前景
新能源制氫窖升，是相較于傳統(tǒng)制氫技術(shù)所提出的新名詞，特指的是利用新能源娘型，如化學(xué)能呕瞎、生物質(zhì)能、風(fēng)能等清潔铝矢、可再生資源進(jìn)行制氫的技術(shù)婉肆。傳統(tǒng)制氫技術(shù)主要是利用化石燃料，制氫過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生與排放大量的溫室氣體以及污染物跪消，對(duì)環(huán)境造成較大的負(fù)面影響衰惜，而新能源制氫則是更為環(huán)保、綠色准魁，大部分產(chǎn)物都是氫氣挤夕，溫室氣體、污染物較少甚至沒(méi)有卤竭。
2.1化學(xué)能制氫技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展前景
我國(guó)化學(xué)能制氫技術(shù)沪么，是以天然氣為主要原料，具有裝備簡(jiǎn)單锌半、無(wú)需更換設(shè)備禽车、污染物排放量低、投資少等優(yōu)勢(shì)】常現(xiàn)如今的化學(xué)鏈制氫技術(shù)殉摔，是由化學(xué)鏈與蒸汽鐵法制氫結(jié)合起來(lái)的制氫技術(shù)，通過(guò)三個(gè)反應(yīng)器（燃料與反應(yīng)器、蒸汽反應(yīng)器以及空氣反應(yīng)器）互相作用逸月，將烴類(lèi)水蒸氣制成氫氣栓撞，在這一過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)二氧化碳，但相對(duì)于傳統(tǒng)制氫技術(shù)碗硬，所排放出的溫室氣體量更少腐缤。
現(xiàn)如今，化學(xué)鏈制氫技術(shù)思路日漸完善肛响，亟待進(jìn)一步加深研究岭粤。我國(guó)也正在大力投入人力、物力特笋、財(cái)力惰衬，致力于將電解水制氫貫穿于整個(gè)氫能發(fā)展過(guò)程中，通過(guò)水電解質(zhì)制氫來(lái)取代煤氣化制氫嗦休，降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響羔题，并消納光電、光伏發(fā)電等不穩(wěn)定的電力首捶，產(chǎn)生富余的電力實(shí)現(xiàn)持續(xù)鉴何、穩(wěn)定供電的同時(shí)，解決現(xiàn)階段社會(huì)對(duì)氫能源的需求按冷。
可以預(yù)見(jiàn)的是矢妄，化學(xué)鏈制氫技術(shù)將成為滿(mǎn)足氫能商業(yè)化需求的主要制氫工藝，且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展芳乎，制氫成本和制氫方式更加優(yōu)化汇氛，且分布式制氫、集中制氫以及區(qū)域制氫這三種制氫方式捍睡，將成為加氫站呛靡、制氫工業(yè)的首選，尤其是將水電解水制氫工藝應(yīng)用到小型加油站的建設(shè)裝置之中唧取，能進(jìn)一步提高制氫質(zhì)量铅鲤，減少碳排放量，對(duì)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)極為有利枫弟。
2.2生物質(zhì)制氫技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展前景
生物質(zhì)制氫技術(shù)除卻對(duì)環(huán)境（1000℃以上的高溫）有一定要求以外邢享，可以稱(chēng)得上的理想的制氫技術(shù)。一來(lái)媒区，我國(guó)生物質(zhì)能非常豐富驼仪，無(wú)論是城市生活垃圾掸犬，還是農(nóng)林廢棄物袜漩，都可以作為生物原料的來(lái)源，而這些資源的利用，對(duì)環(huán)境宙攻、對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展都極為有利奠货；二來(lái)生物質(zhì)制氫技術(shù)在我國(guó)有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ噍^于化石原料制氫能座掘，更為符合當(dāng)下綠色環(huán)保递惋、節(jié)能減排的國(guó)家政策及發(fā)展理念。
唯一的缺點(diǎn)就是在研發(fā)方面驳疚，技術(shù)進(jìn)展較為緩慢炬伶，還需要進(jìn)一步攻克氣化制氫、熱裂解制氫技術(shù)的難關(guān)贞触。例如吻拼，生物質(zhì)熱裂解制氫具有流程簡(jiǎn)單、生物質(zhì)利用率高等優(yōu)勢(shì)吗屏，美中不足的是熱解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生焦油局权，這一問(wèn)題亟待研究解決；微生物降解制氫菱戒，是利用微生物降解生物質(zhì)得到氫氣拒徐，因?yàn)樘?yáng)能轉(zhuǎn)化率較低、成本較高尚未得到推廣慧跋，整體還處于研發(fā)階段莽每；生物質(zhì)超臨界水制氫是將臨界水進(jìn)行熱解、水解等一系列化學(xué)反應(yīng)來(lái)制取氫氣械兽，但該技術(shù)還不成熟残匈，仍舊在試驗(yàn)階段。但這也從側(cè)面說(shuō)明了视事，生物質(zhì)制氫技術(shù)絕對(duì)是一項(xiàng)具有良好發(fā)展前景的制氫技術(shù)胆萧。
2.3風(fēng)電、光電制氫技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展前景
不同于前兩項(xiàng)制氫技術(shù)俐东，這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)零排放跌穗，且制出的氫氣純度較高，幾乎沒(méi)有雜物虏辫。因而備受各行各業(yè)的重視蚌吸。風(fēng)能、水能是可再生資源砌庄，利用風(fēng)能羹唠、水能發(fā)電電解水制氫，既能將不穩(wěn)定的電能轉(zhuǎn)化為氫氣娄昆，多樣化利用可再生資源制取氫能佩微，又能合理應(yīng)用資源實(shí)現(xiàn)規(guī)模化制氫，還能有效節(jié)約電力資源哺眯，唯一的缺點(diǎn)就是成本較高谷浅，與煤制氫技術(shù)相比，經(jīng)濟(jì)性較低止槽。
近年來(lái)椅砸，我國(guó)不斷借鑒美國(guó)、日本以及歐盟等國(guó)家制氫經(jīng)驗(yàn)揍久，在國(guó)內(nèi)不斷地提高制氫技術(shù)研發(fā)投資嫡服。例如，在風(fēng)電設(shè)施迁耘、光伏設(shè)施建設(shè)中饼痘，降低其他組件運(yùn)行成本，構(gòu)建可持續(xù)车管、新型產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)行模式全僧，提高風(fēng)電、光電制氫技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性还桶，充分地將可再生能源利用起來(lái)公杰，減少發(fā)電成本。
再者苛瞬，在加氫站附近建設(shè)制氫裝置许起，減少氫氣運(yùn)輸成本。但由于該項(xiàng)技術(shù)還處于試驗(yàn)研究階段菩鲜，國(guó)內(nèi)還是將技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用重點(diǎn)放在了降低單位電耗园细、技術(shù)改進(jìn)上，以推動(dòng)可再生能源制氫技術(shù)在某些地區(qū)以及工業(yè)中的應(yīng)用接校。
3猛频、“雙碳”目標(biāo)下氫能主要利用方式與應(yīng)用前景
3.1氫動(dòng)力汽車(chē)
氫動(dòng)力汽車(chē)，是氫能主要利用方式之一蛛勉，這種汽車(chē)與傳統(tǒng)汽車(chē)最大的差別在于鹿寻，是以氫氣作為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，而不是汽油诽凌。美國(guó)和德國(guó)的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)試驗(yàn)中毡熏，已經(jīng)證實(shí)這一技術(shù)方案是可行的，但這種氫能利用方式侣诵，也面臨著成本較高的阻礙痢法。每kg氫能產(chǎn)生33.6kW/h能量，是汽油的2.8倍杜顺，且氫的燃點(diǎn)很低财搁，火焰的傳播速度較快愈饲，比汽油汽車(chē)具有更高的燃料利用率，也不會(huì)排出污染氣體盅格、溫室氣體闰袒。
當(dāng)前咳综，大部分的氫能汽車(chē)都是汽油和氫氣混合同時(shí)燃燒的摻氫汽車(chē)鞭碳，純氫汽車(chē)目前還在研發(fā)中，摻氫汽車(chē)相對(duì)而言霍执，不受氫氣成本較高的影響山滔，也有利于在貧油區(qū)推廣、改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒情況删摸。其發(fā)展前景體現(xiàn)在兩個(gè)方向莉紊，一是純氫汽車(chē)的研發(fā)，進(jìn)一步減少汽油使用和溫室氣體排放量攀誓，二是回收利用工業(yè)副產(chǎn)品的多余氫幼潮，力求將余氫提純后作為氫動(dòng)力汽車(chē)的燃料，提高整體經(jīng)濟(jì)效益坏榜。
3.2氫燃料電池
氫燃料電池中坯苹，氫能利用更為環(huán)保、經(jīng)濟(jì)摇天，一是不需要進(jìn)行燃燒粹湃，就能將化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)換效率高于燃燒利用泉坐，最高可達(dá)到80%为鳄，另一方面，氫燃料電池的成本較低腕让，一開(kāi)始?xì)淙剂想姵貜V泛地應(yīng)用在航天領(lǐng)域孤钦，造價(jià)相對(duì)較高，后來(lái)隨著技術(shù)的發(fā)展纯丸，氫燃料電池生產(chǎn)成本下降司训，憑借成本低、環(huán)境污染小液南、噪聲污染小壳猜、裝置小以及靈活等優(yōu)勢(shì)，廣泛地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域滑凉。
現(xiàn)如今忿震，氫燃料電池已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了三代，第一代中的典型是磷酸鹽型燃料電池二娄，這種電池的發(fā)電效率在40%以下肚浴，雖然工藝流程相對(duì)成熟掷佑，但發(fā)電成本相對(duì)較高；第二代中的典型是融熔碳酸鹽型燃料電池淡碟，運(yùn)行溫度維持在650℃以上霹壁，發(fā)電效率在55%左右，使用的是液態(tài)電解質(zhì)一步；第三代的典型是固體氧化物型燃料電池剿稼，工作溫度為1000℃左右，發(fā)電效率可超過(guò)60%率满，近年來(lái)我國(guó)也開(kāi)始著手開(kāi)發(fā)這種電池茂禁，應(yīng)以建造大型發(fā)電站，因?yàn)榧瓤梢猿闪⒐潭娬疽哪牛糜诖笠?guī)模瞻窗、穩(wěn)定用電，也能為移動(dòng)車(chē)悼做、船提供能量疯特。所以，氫燃料電池將會(huì)成為未來(lái)氫能應(yīng)用的主要方向肛走。
4漓雅、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，氫能燃燒羹与，既不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體故硅，也不會(huì)出現(xiàn)污染物排放，并且氫能具備儲(chǔ)存性纵搁、再生性以及資源豐富等特點(diǎn)吃衅，同時(shí)滿(mǎn)足資源利用、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展以及環(huán)保的要求腾誉，被視為新世紀(jì)最具有潛力的清潔能源徘层。
現(xiàn)如今，氫能正在滲透到能源的各個(gè)方面利职，除卻傳統(tǒng)制氫以外趣效，新能源制氫更是帶動(dòng)了加氫站、氫燃料電池等各種下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展撼盈，進(jìn)一步擴(kuò)展了氫能的利用前景绊叙。與此相對(duì)的，隨著氫能利用快速發(fā)展节讹，制氫夸营、儲(chǔ)氫以及輸氫技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用備受關(guān)注，尤其是新能源制氫更是解決制氫成本投資高漾肩、大規(guī)模儲(chǔ)存發(fā)展緩慢等阻礙氫能利用問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)贫介。
總而言之区酷，隨著新能源制氫技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用及推廣翠蓄，氫能利用必將迎來(lái)大好局面丛幌，無(wú)論是新能源制氫，還是氫能應(yīng)用抢纹，前景都將十分廣闊懒碍。
