隨著全球環(huán)境污染和溫室效應(yīng)的加劇录切，以原子能、風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、氫能等為主的綠色能源逐漸進(jìn)入人們的視野。其中，氫是宇宙中最常見(jiàn)的元素醋安，可以通過(guò)化石能源或電解水制取，是可再生能源墓毒。氫氣是密度最小的氣體侠森，無(wú)毒、清潔、燃值高磺勋、能量密度大侍除，并且極易燃燒，液態(tài)氫可以做火箭燃料秉疚。氫能是低碳晋蛾，甚至零碳排放，是人類未來(lái)最理想的清潔能源之一椅勿。2019年《政府工作報(bào)告》提出要“推動(dòng)充電艳院、加氫等設(shè)施建設(shè)”，這是氫作為能源首次寫(xiě)入我國(guó)《政府工作報(bào)告》扯际，對(duì)氫能在國(guó)內(nèi)的推廣和應(yīng)用具有里程碑式的意義颠恬。我國(guó)擁有龐大的制氫產(chǎn)能和應(yīng)用需求，發(fā)展氫能將對(duì)我國(guó)的能源安全和環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生哪些深遠(yuǎn)的影響?未來(lái)“氫能社會(huì)”是怎樣的一幅全新景象注芯？氫能將如何改變我們的生活?

氫燃料電池有哪些應(yīng)用場(chǎng)景

能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換和優(yōu)化有兩條路徑：一是不可再生的化石能源被可再生的綠色能源替代;二是高碳向低碳過(guò)程的過(guò)渡憾汛。目前氫能的利用，特別是在汽車(chē)燃料電池上實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用的突破摩泪。氫燃料電池是一個(gè)移動(dòng)式的發(fā)電機(jī)笆焰，沒(méi)有熱循環(huán)，它就可以把效率提到90%见坑，發(fā)電效率非常高。氫怎么變成電?氫的發(fā)電機(jī)理不需要借助熱循環(huán)捏检，而是氫在含鉑的催化劑下放出兩個(gè)電子荞驴，形成電流。

國(guó)際氫能源委員會(huì)認(rèn)為贯城，21世紀(jì)人類要進(jìn)入氫時(shí)代熊楼，預(yù)測(cè)2050年全球氫能源需求將增至目前的10倍，同時(shí)2050年全球氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值將超過(guò)2.5萬(wàn)億美元能犯。氫能的使用鲫骗，既可以每年減少幾十億噸二氧化碳的排放，又可以形成巨大的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域踩晶，提供幾千萬(wàn)人的就業(yè)崗位执泰。

氫除了在汽車(chē)上應(yīng)用以外，還可以應(yīng)用在深海潛水子桩、無(wú)人機(jī)杖烘、高速列車(chē)等設(shè)備上，只要是移動(dòng)器件需要?jiǎng)恿Φ牡胤窖倏瑲淙剂想姵囟伎梢詰?yīng)用于抬。5G時(shí)代所有基站的能源體系、供電系統(tǒng)也可以用氫。在生活中分布式發(fā)電方面元邻，實(shí)際上每家每戶都可以放一個(gè)氫燃料電池的發(fā)電小裝置琅瘦，用來(lái)制冷制熱、發(fā)電供電咒付，幾乎所有的家用電器都可以利用它畔怎。另外，一個(gè)氫氣管道進(jìn)入家庭就可以供給所有需要的能源膨泄，非常高效便捷者妆。

氫能源做的燃料電池與鋰動(dòng)力電池相比較，鋰動(dòng)力電池在重載航空航天或者是大型移動(dòng)器件上作為主動(dòng)力電源段丸，它的續(xù)航里程不夠喘疹，能量密度也沒(méi)有氫燃料電池高。所以饰及，像航空航天大功率的這種運(yùn)輸工具蔗坯，使用氫燃料電池是非常適合的。

氫能安全嗎

氫能既然有這么多優(yōu)點(diǎn)燎含，那么使用氫存在危險(xiǎn)嗎?任何燃料總是有一定的危險(xiǎn)性宾濒，氫能作為燃料也不例外，但氫燃燒起來(lái)以后沒(méi)毒屏箍，不像有毒的氣體會(huì)把人熏倒绘梦。在燃料的爆炸性方面，氫的擴(kuò)散速度是汽油的12倍赴魁，燃燒后會(huì)很快擴(kuò)散開(kāi)卸奉，可能一下子一股火躥上去，但是它不會(huì)引起其他更加嚴(yán)重的后果颖御。我們做了一個(gè)測(cè)試榄棵，在汽油和氫燃料汽車(chē)分別燃燒著火的條件下，氫一燃燒潘拱，會(huì)冒一股火上去疹鳄，但擴(kuò)散很快，很少殃及汽車(chē)的其他部位;而汽油來(lái)不及擴(kuò)散唠芋，會(huì)蔓延燃燒其他地方摹钳，造成整輛車(chē)被燒毀。所以從安全性來(lái)說(shuō)下乱，氫比汽油還稍微安全一些耿把。當(dāng)然，氫既然是燃料条肢，還是比較危險(xiǎn)的舍仙，特別是在開(kāi)始的推廣時(shí)期蒜薇，比如19世紀(jì)用氧就很危險(xiǎn)，但等所有的規(guī)則定好以后云钻，大家就可以比較安心使用了脯堂。所以氫系統(tǒng)的建立就要制定絕對(duì)安全的氫運(yùn)行規(guī)則，如果制定好制氫聋寻、運(yùn)氫颤与、加氫、儲(chǔ)氫的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)坠狡，按照整個(gè)用氫規(guī)則來(lái)使用继找，危險(xiǎn)就能控制，安全性就會(huì)大大提高逃沿。比如婴渡，氫能在日本應(yīng)用比較廣泛，市場(chǎng)推廣方面也具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)凯亮，在日本不少加氫站和加油站布局在一起边臼，只有一墻之隔，旁邊就是社區(qū)假消∧ⅲ可見(jiàn)，如果技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)好富拗、制定好臼予，氫的危險(xiǎn)性就會(huì)得到控制。

氫能是霧霾的終結(jié)者嗎

中國(guó)的柴油車(chē)保有量約占現(xiàn)有汽車(chē)保有量的9%媒峡，但在霧霾這個(gè)問(wèn)題上它的貢獻(xiàn)率很大瘟栖。汽車(chē)的尾氣排放對(duì)整個(gè)霧霾的“貢獻(xiàn)率”大概是三分之一左右，其中柴油車(chē)大概占70%谅阿，這個(gè)問(wèn)題必須得到解決。柴油車(chē)在中國(guó)的港口非常集中某蛆，以北方一個(gè)工業(yè)城市為例碴秽，這個(gè)地區(qū)的物流量非常大，是一個(gè)重化工區(qū)诸跳，鋼的產(chǎn)量非常大承叫。一噸鋼大概產(chǎn)生的物流量是五六噸左右，用重型卡車(chē)從港口到鋼廠運(yùn)輸最方便彼使。這里200多萬(wàn)輛汽車(chē)?yán)锩嬷睿袑⒔?0萬(wàn)輛的柴油車(chē)，排放量很大接馏，污染比較嚴(yán)重卷哟，在這個(gè)地方實(shí)行“柴改氫”开辫，將會(huì)有效地減輕京津冀一帶霧霾形成的壓力。

從氫燃料電池本身的特點(diǎn)來(lái)看役躬，它適合于重載遠(yuǎn)距離續(xù)航颤榛，可以在港口來(lái)回跑六百至一千公里，重載也沒(méi)有問(wèn)題纸兔。柴油車(chē)比較密集的港口容易布局加氫站惰瓜，而且國(guó)內(nèi)港口幾乎都是重化工地區(qū)，工業(yè)副產(chǎn)氫也很豐富汉矿。加之港口一般毗鄰大海崎坊，海上運(yùn)輸氫燃料來(lái)源也很容易。

可見(jiàn)洲拇，“柴改氫”可以先從港口的柴油車(chē)啟動(dòng)奈揍，沿著運(yùn)輸路線去布局加氫站，統(tǒng)一加氫呻待，大量地密集地使用氫打月，形成規(guī)模效應(yīng)，從而達(dá)到降低成本蚕捉、提高效率的目的奏篙，以環(huán)境來(lái)驅(qū)動(dòng)氫能和氫燃料發(fā)展，這樣才能進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)營(yíng)迫淹，而不是一直虧損運(yùn)營(yíng)秘通，依靠國(guó)家補(bǔ)貼，這是非常有現(xiàn)實(shí)意義的升筛。所以振沾，“柴改氫”代表了一種技術(shù)路線的方向，尤其可以在港口的重卡上先進(jìn)行柳竟。如果“柴改氫”這條路走通了的話莽恩，我們可以在港口城市建立示范點(diǎn)。比如慰乾，我們?cè)诰┙蚣降貐^(qū)先建立氫能的利用體系妨试，完全可以在很短的時(shí)間之內(nèi)，把京津冀的霧霾問(wèn)題部分解決掉或者是根本解決掉殊童。

氫能離我們還遠(yuǎn)嗎

截至2022年底词俏，全球共有814座加氫站投入運(yùn)營(yíng)，歐洲海泵、亞洲标腮、北美仍是加氫站建設(shè)的主要地區(qū)。世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家都把氫能源的發(fā)展利用提高到國(guó)家能源安全的戰(zhàn)略高度围婴。有數(shù)據(jù)顯示祈很，截至2023年10月昧识，我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)?yán)塾?jì)銷(xiāo)售18197輛，累計(jì)建成加氫站417座母剥，位居全球首位滞诺。據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年环疼，氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將突破1萬(wàn)億元;加氫站數(shù)量達(dá)到1000座习霹，燃料電池車(chē)輛保有量達(dá)到200萬(wàn)輛。我國(guó)氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著怎樣的布局?又面臨哪些挑戰(zhàn)呢?

我國(guó)氫能發(fā)展的優(yōu)勢(shì)比較明顯炫隶。首先是國(guó)家高度重視氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展淋叶，《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》就對(duì)氫能和氫燃料電池進(jìn)行了規(guī)劃;后來(lái)《中國(guó)制造2025》節(jié)能與新能源汽車(chē)路線圖，也把氫能源和燃料電池汽車(chē)作為一個(gè)主要發(fā)展方向;2016年國(guó)家發(fā)展改革委伪阶、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016—2030年)》煞檩，提出要加大氫能和燃料電池的應(yīng)用;特別是2019年《政府工作報(bào)告》明確提出要推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)栅贴。當(dāng)前整個(gè)氫能和氫燃料電池汽車(chē)的應(yīng)用掀起了高潮斟湃，在北京、上海檐薯、天津凝赛，包括湖北、重慶上辖、浙江庭授、廣東等都開(kāi)始了汽車(chē)氫燃料電池的研發(fā)和商業(yè)化運(yùn)行。實(shí)際上绎探，我國(guó)制氫的工業(yè)基礎(chǔ)還是很雄厚的粉只，制氫能力在全世界也是排在最前面。在氫還沒(méi)有作為重要能源的時(shí)候闲堆，它作為催化劑暇鸦、還原劑被大量應(yīng)用。比如合成氨煉油加氫捍辫，每年產(chǎn)量在2000萬(wàn)噸以上升价。總之茧天，我國(guó)未來(lái)開(kāi)發(fā)氫氣潛力巨大、市場(chǎng)巨大妄结，我們的商業(yè)用車(chē)磨夕、港口用的卡車(chē)、物流車(chē)蔓姚，以及我們的乘用車(chē)捕虽，數(shù)量加起來(lái)都是很大的慨丐，而且應(yīng)用場(chǎng)景會(huì)越來(lái)越多。

多地競(jìng)相發(fā)展氫能源泄私。我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈已初步打通房揭，氫能產(chǎn)業(yè)布局明顯提速。燃料電池汽車(chē)作為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方面晌端，未來(lái)兩三年有望迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)捅暴。國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合出臺(tái)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021—2035年)》咧纠，為我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展描繪了藍(lán)圖蓬痒。各地方也紛紛搶占?xì)淠馨l(fā)展制高點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)布局呈遍地開(kāi)花之勢(shì)∑岣幔現(xiàn)在已經(jīng)有20多個(gè)省市做了氫能的發(fā)展規(guī)劃和氫燃料汽車(chē)的發(fā)展規(guī)劃梧奢，而且已經(jīng)形成了華東、華中演痒、華南亲轨、華北、東北深牲、西南等氫能和氫燃料電池汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)群熬席，涌現(xiàn)出像上海、如皋苦突、佛山牙硫、張家口、武漢等一些有代表性的城市街剂。各地方政府相繼發(fā)布涉氫的政策防徊，構(gòu)建了涵蓋科技創(chuàng)新、應(yīng)用示范绎弯、基礎(chǔ)設(shè)施选芦、產(chǎn)業(yè)布局等各個(gè)環(huán)節(jié)的政策體系。如北京2021年就發(fā)布了《北京市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施方案(2021—2025年)》版逼，對(duì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到積極的引導(dǎo)和推動(dòng)作用赌列。北京冬奧會(huì)期間，上千輛氫燃料電池汽車(chē)服務(wù)保障冬奧钮隙，實(shí)現(xiàn)全球最大規(guī)模的示范應(yīng)用阅嘶。還有河北唐山出臺(tái)了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)施方案，其中提出力爭(zhēng)到2025年载迄，建成加氫站30座讯柔，氫燃料電池汽車(chē)運(yùn)營(yíng)數(shù)量力爭(zhēng)達(dá)到2500輛，氫能產(chǎn)業(yè)營(yíng)業(yè)收入達(dá)到200億元护昧。江蘇的如皋魂迄，是“聯(lián)合國(guó)氫經(jīng)濟(jì)示范城市”粗截。還有，山東提出了建立氫谷的概念捣炬，而且制定了一個(gè)總體規(guī)劃熊昌，等等。

我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)如何突破

目前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊湿酸，但要實(shí)現(xiàn)快速健康發(fā)展需要改變氫能生產(chǎn)主要依賴化石能源婿屹、清潔能源制氫和氫作為能源利用規(guī)模還比較小的現(xiàn)狀。需要攻克質(zhì)子交換膜組稿械、發(fā)動(dòng)機(jī)选泻、傳感器等氫核心產(chǎn)品技術(shù)難點(diǎn)，并且要解決氫氣輸送網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不成熟寿宅，商用化應(yīng)用不足等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題洒唇。

推進(jìn)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，布局氫能產(chǎn)業(yè)示范區(qū)卫糙。在氫能的利用上千萬(wàn)不能先車(chē)后氫卸腐，應(yīng)該氫體系先行，至少是車(chē)和氫要同步欺靠，這樣可以有力地推動(dòng)燃料電池和燃料電池汽車(chē)的發(fā)展屿赶，否則欲速則不達(dá)。因?yàn)闅淠墚a(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)肾寡，它橫跨能源差机、化工諸多領(lǐng)域，氫體系也很復(fù)雜耿愈，所以推進(jìn)氫全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展倡超，要以企業(yè)為主體，以資本為紐帶朦暖，集中國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位把團(tuán)隊(duì)力量做大做強(qiáng)扎怨，然后把氫體系全產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)劃做出來(lái)，打造好氫燃料電池汽車(chē)發(fā)展中的氫能供應(yīng)體系儒鹿，做到有序發(fā)展化撕。各地要根據(jù)地方特色、能源稟賦约炎、環(huán)境條件植阴、技術(shù)能力來(lái)規(guī)范每個(gè)地區(qū)氫能發(fā)展的布局、方向和規(guī)劃圾浅。

建立氫能?chē)?guó)家重大專項(xiàng)墙贱，開(kāi)創(chuàng)氫能重卡時(shí)代。通過(guò)設(shè)立國(guó)家重大專項(xiàng)來(lái)解決產(chǎn)業(yè)鏈中的重大技術(shù)裝備和工程問(wèn)題。重型柴油車(chē)密集的港口國(guó)內(nèi)有很多惨撇，從張家港、黃驊港府寒、連云港到青島港都是重化工聚集地區(qū)魁衙。這些柴油車(chē)密集的港口地區(qū)，可以開(kāi)創(chuàng)氫能的重卡時(shí)代株搔，首先啟動(dòng)氫系統(tǒng)的建立和重卡氫燃料車(chē)的試運(yùn)行剖淀。

充分利用廢棄電力，降低制氫成本肌辑。這些年足渔，我國(guó)的風(fēng)電、核電刹造、光伏電池丹碑、水電、生物質(zhì)能源等發(fā)展都很快劫欣。特別是風(fēng)電和光伏發(fā)電候隘，我國(guó)都是全球裝機(jī)容量和發(fā)電量最大的，但由于風(fēng)電盹清、光電不穩(wěn)定裆乘，并入國(guó)家電網(wǎng)比較困難，導(dǎo)致我國(guó)的棄風(fēng)曾辙、棄水衅逝、棄光現(xiàn)象也很?chē)?yán)重。如果把每年近1000億度的棄電用來(lái)制氫糕米，成本就會(huì)降低忠伊。

因此，在制定整個(gè)氫能發(fā)展的國(guó)家戰(zhàn)略中钾埂，要利用好現(xiàn)在棄光河闰、棄風(fēng)、棄水這1000億度電褥紫，包括優(yōu)先利用好1000萬(wàn)噸工業(yè)副產(chǎn)氫姜性，這“兩個(gè)1000”我們要用好。同時(shí)髓考，在重型柴油車(chē)密集的港口地區(qū)部念，從物流或重卡起步，以建立氫能體系為基礎(chǔ)氨菇，解決當(dāng)前的霧霾或環(huán)境緊迫問(wèn)題儡炼。當(dāng)然，我們也要加快研發(fā)好氫燃料電池，把成本降下來(lái)乌询、功率提上去榜贴，提高運(yùn)行質(zhì)量。

中國(guó)是一個(gè)工業(yè)化進(jìn)程速度非趁锰铮快的國(guó)家沈猜，建立高效合理的氫能源體系，對(duì)促進(jìn)可再生能源的利用拳镊，改善人類的居住環(huán)境和提高生活質(zhì)量奈炕，非常重要。氫系統(tǒng)建立和完善后寓吼，我們的電網(wǎng)會(huì)更加智能书尚、更加高效、更加合理治牲、更加節(jié)能沐刷。當(dāng)下，我們要以推動(dòng)氫能重卡時(shí)代為代表搔片，把我們的氫能和氫燃料電池的事業(yè)產(chǎn)業(yè)往前發(fā)展煞松，用來(lái)支撐我們制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)。