氢能应用进入“全球竞争时代” 中国氢能发展路线图亟待推出

2013年1月24日，世界汽车巨头丰田和宝马签署共同开发燃料电池系统的协议，1月28日，奔驰、福特、标致、日...



2013年1月24日，世界汽车巨头丰田和宝马签署共同开发燃料电池系统的协议，1月28日，奔驰、福特、标致、日产几大汽车公司又宣布合作研发，旨在降低氢燃料电动汽车的成本；7月1日，通用汽车和本田汽车也签署了旨在推动氢燃料电动车发展的合作协议……而在国外汽车行业在氢能汽车领域纷纷布局之时，中国汽车界也不甘示弱，上汽在2014年9月举行上海-江苏-山东-大连-北京；10月举行上海-南方-云南的请燃料电池车沿途示范。在第十五届全国氢能会议暨第七届两岸三地氢能研讨会上，国际氢能协会副主席、清华大学毛宗强教授呼吁，世界各国已陆续出台氢能发展路线图，美国、日本、德国英国、欧盟等都制定了氢能发展计划，氢能在汽车领域的发展趋势已经得到全球的认可，中国氢能发展路线图亟待制定。

氢能安全性问题已经被解决

虽然氢气燃烧后会成为水，在能源使用中不会产生任何污染，但是其安全性问题一直被产业界和消费者担忧。而鲜为人知的是经过多年的科研攻关，这一难题早已经被全球的科学家所破解。毛宗强教授举了一个例子来说明氢能源汽车的可靠和安全。一个氢燃料电动汽车上的高压储氢罐被子弹打中以后会发生什么？很多人脑海中会出现好莱坞电影枪战中那种猛烈异常的大爆炸和大火光，大批人员死亡或者受伤，消防车和救护车的刺耳的鸣叫声此起彼伏。而在现实世界中，这是绝对不可能出现的场景，设计先进的储氢罐上只会遗留下两个弹孔，所有的氢气一瞬间都会进入到空气中，不会产生爆炸也不会产生任何污染。



“在实验室和生产车间中，只要操作人员掌握按照规范的程序进行操作，氢气的安全使用完全可以得到保障！”毛宗强说。

在氢能变成电能过程中，催化剂价格太高也曾是阻碍氢能汽车发展的一大原因，毛宗强告诉记者，如今这一难题也已经解决，一辆氢燃料电池汽车只需要5克铂催化剂就能顺利上路。中国有些氢能技术已处于先进水平氢能技术已经发展了40多年，大致可以分为生产、储运和应用三个部分。中国的氢气产量不仅居于世界首位，而且某些技术还处于世界领先水平。毛宗强介绍说，2012年中国氢气的产量为1600万吨，为世界第一；中国在提纯技术中的变压吸附技术居于世界领先水平。中国的神华集团的制氢工厂是世界最大的煤制氢工厂，每年生产18万吨氢气。美中不足的是有些关键设备还没有实现国产化。在热化学氢能应用方面中国也处于世界领先水平。2014年6月，在第二十届国际氢能大会上，中国山西国新集团的“天然气掺氢技术”获得协会大奖。中国的低温液化储氢技术和储氢合金技术也同样处于世界领先水平，前者已经将储氢技术成功运用到航天领域，为火箭和飞船提供能量，后者的产量一半多在中国。



“如今国外的氢燃料电池汽车已经能够做到加注氢气三分钟完成，可行驶700公里的水平。与国外相比，我们的车用高压储氢罐的压力只有国外的一半，亟待通过科研攻关来破解这一难题。”毛宗强说。

  “风电制氢”已经开始启动

水电解技术制氢是最环保的获得氢气的办法。但是电能的大量消耗也是不争的事实。如今，大量的风电项目在国内启动，因为存在电压不稳定等原因，风电并网之路并不顺畅，2012年，全国有20%的风能被弃用。这些垃圾电将成为水电解制氢的“主力军”。本次大会主席、北京有色金属研究总院蒋利军所长介绍说，近期国家发改委批准了两大建设项目，将利用张家口和吉林的风电项目进行制氢。



风电制氢的优势并不局限在陆地上，中国广大的海岸线上，它们将有更大的用武之地。蒋利军告诉记者，中国的风电带和天然气管道离得很近，在基础设施建设投入不多的情况下，完全可以实现风电制氢，天然气管道输送氢气的工程。虽然预计在走进千家万户的天然气管道中，氢气只占5%，但是巨大的使用量下，经济价值还是不可估量的。

企业积极性调动迫在眉睫

在氢燃料电动汽车领域，日本政府的推动力度最大，补助也最多。蒋利军认为，关键还是他们看准了氢燃料电动汽车的发展前景，特别是丰田汽车，在混合动力汽车领域发展良好的情况下，毅然将目光聚焦到氢燃料电动汽车上，其原因可见一斑。

值得一提的，目前日本汽车公司的技术策略也出现了变化。蒋利军说，过去很难买到氢燃料电动汽车的零部件，近期，他们开始学习特斯拉的策略，实行技术开源，任何厂商都可以购买这些零部件，这说明他们对于自己的技术先进性非常有信心。

毛宗强认为，如今在氢能使用方面，中国缺的不仅是技术能力，更是顶层设计的。其他国家都有全国性的氢能协会，而中国却至今仍没有成立，政府和氢能行业缺乏沟通，极大地影响了我国氢能的发展。此外，中国汽车企业对于氢燃料汽车领域的研发积极性都有待提高，遗憾的是中国几大汽车集团至今仍未重视氢燃料汽车技术的开发和未来发展的布局。

（本文写于2014年）科坛春秋（2015上海十大科普微信公众号）

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