未來(lái)能源三分天下必有氫：氫能源&氫燃料電池（一）

5月11日，中國(guó)國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)11日考察了位于北海道苫小牧市的豐田汽車(chē)公司相關(guān)零部件工廠。日本首相安倍晉三也陪同參觀。豐田社長(zhǎng)豐田章男前往迎接，就李克強(qiáng)頗感興趣的電動(dòng)汽車(chē)（EV）等技術(shù)進(jìn)行介紹。從報(bào)道中所透露的信息證實(shí)，此次考察是由中方提出的?！叭毡菊嚓P(guān)人士稱(chēng)，考察工廠是由中方提出的。為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)性改革，李克強(qiáng)十分重視企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力。中國(guó)已提出加快普及EV等的方針，這次可能因此選擇了考察該工廠。”隨著，李總理主動(dòng)考察豐田，特別是在氫燃料汽車(chē)面前的長(zhǎng)時(shí)間滯留，甚至引來(lái)中國(guó)EV政策方向有變的推測(cè)。燃料電池汽車(chē)（Fuel Cell Vehicle，F(xiàn)CV）不僅能夠在燃料上實(shí)現(xiàn)對(duì)燃油的完全替代，而且具有「零排放」、能量轉(zhuǎn)換效率高、燃料來(lái)源多樣并可靈活取自于可再生能源等優(yōu)勢(shì)，因而被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)未來(lái)汽車(chē)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要方向之一，也是解決全球能源和環(huán)境問(wèn)題的理想方案之一。讓更多的人了解與關(guān)注該技術(shù)，清清君聯(lián)合本公司的市場(chǎng)部門(mén)給大家推出了“未來(lái)能源三分天下必有氫”系列文章，以饗讀者。部分資料來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，在此一并感謝！

氫能是一種二次能源，它是通過(guò)一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油和天然氣等可以直接從地下開(kāi)采，幾乎完全依靠化石燃料。氫能源被視為21世紀(jì)具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。世界各?guó)正在研究如何能大量而廉價(jià)的生產(chǎn)氫。利用太陽(yáng)能來(lái)分解水是一個(gè)主要研究方向，在光的作用下將水分解成氫氣和氧氣，關(guān)鍵在于找到一種合適的催化劑。如今世界上有50多個(gè)實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行研究，但至今尚未有重大突破，但它蘊(yùn)育著廣闊的前景。

氫能在可再生能源存儲(chǔ)方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，“電解水裝置可將難以并網(wǎng)的間歇性電能轉(zhuǎn)變?yōu)闅淠茉?。與抽水蓄能、壓縮空氣、二次電池等儲(chǔ)能方式相比，氫儲(chǔ)能具有地理環(huán)境制約少、規(guī)模適應(yīng)性寬、投資成本低、環(huán)境友好等顯著特征”。比電更容易分散儲(chǔ)存，可像天然氣一樣利用管網(wǎng)進(jìn)行規(guī)?；渌?；獲取方式多元，既可從煤、石油、天然氣等化石能源制取，也可從工業(yè)副產(chǎn)品中獲得，更可通過(guò)可再生能源制取。

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車(chē)工業(yè)已經(jīng)成為中國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。2007年中國(guó)已成為世界第三大汽車(chē)生產(chǎn)國(guó)和第二大汽車(chē)市場(chǎng)。與此同時(shí)，汽車(chē)燃油消耗也達(dá)到8000萬(wàn)噸，約占中國(guó)石油總需求量的1／4。在能源供應(yīng)日益緊張的今天，發(fā)展新能源汽車(chē)已迫在眉睫。用氫能作為汽車(chē)的燃料無(wú)疑是佳選擇之一。

氫的獲取：如何獲取廉價(jià)氫燃料是氫能源產(chǎn)業(yè)必須攻克的重點(diǎn)問(wèn)題。工業(yè)領(lǐng)域的副產(chǎn)氫可以作為廉價(jià)氫來(lái)源的備選之一。

氫燃料的儲(chǔ)運(yùn)：

氫燃料的使用成本：

氫燃料電池

低溫燃料電池根據(jù)電解質(zhì)不同，可分為AFC（堿性燃料電池）、PEMFC（質(zhì)子膜燃料電池）、PAFC（磷酸型燃料電池）。PEMFC有溫度低、比能高、啟動(dòng)快、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是技術(shù)成熟的電動(dòng)車(chē)動(dòng)力源。豐田Mirai電池組就采用了GORE－SELECT?質(zhì)子交換膜技術(shù)，這款質(zhì)子交換膜是基于膨體聚四氟乙烯（ePTFE）制成，可促進(jìn)氫燃料與氧氣之間的化學(xué)反應(yīng)，功率可達(dá)114KW。

此次工信部公布的2017年第五批《新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用推薦車(chē)型目錄》三款燃料電池車(chē)中，大通FCV80采用的也是PEMFC技術(shù)。

氫燃料電池的優(yōu)點(diǎn)在于續(xù)駛里程長(zhǎng)、動(dòng)力性高、燃料加注時(shí)間短，使用方式跟燃油車(chē)基本一致，且零污染。這也使得不少業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為氫燃料的發(fā)展將會(huì)是新能源的重要方向。

在日益嚴(yán)格環(huán)保要求下，新能源汽車(chē)市場(chǎng)已逐漸成為趨勢(shì)。其中，氫燃料電池因續(xù)航里程長(zhǎng)、動(dòng)力性能高、燃料加注時(shí)間短、適用地域廣等優(yōu)勢(shì)越發(fā)受到國(guó)際上的認(rèn)可，成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。燃料氫是地球上取之不盡用之不竭的能源，排放的只有水，沒(méi)有二氧化碳。簡(jiǎn)單來(lái)講就是，用氫氣作為燃料代替石油，用燃料電池代替發(fā)動(dòng)機(jī)，氫氣在燃料電池中與氧氣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生電能，而排放物是水。相比于傳統(tǒng)燃油動(dòng)力總成，燃料電池具有能量利用率高、環(huán)境親和力強(qiáng)、能源安全性好等諸多優(yōu)勢(shì)。另一方面，從氫燃料汽車(chē)本身來(lái)說(shuō)，具有無(wú)污染、零排放、能量大、快速補(bǔ)給等優(yōu)點(diǎn)，并且能源利用效率達(dá)到了65％以上，更為重要的是，氫燃料有著非常高的能量密度和快速補(bǔ)給能力，綜合來(lái)看，氫燃料就是汽車(chē)能源的“解決方案”。

當(dāng)然，優(yōu)勢(shì)十分突出，氫燃料汽車(chē)的劣勢(shì)卻也是十分明顯。首先，有關(guān)氫燃料方面的技術(shù)并不成熟，尤其是氫燃料儲(chǔ)存的問(wèn)題，一直沒(méi)有很好的辦法解決，即使有些車(chē)企推出氫燃料車(chē)型，也只能小規(guī)模的面向市場(chǎng)；其次，氫燃料汽車(chē)造價(jià)昂貴，受眾范圍太小，如果想要普及則需要很長(zhǎng)的時(shí)間過(guò)渡，這也是車(chē)企們不愿在其身上花費(fèi)太多精力的主要原因之一；后，氫燃料汽車(chē)的充電問(wèn)題、售后服務(wù)、包括相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等等，都需要重新布局建設(shè)，又是一筆驚天巨賬，這些無(wú)疑都阻礙了氫燃料汽車(chē)的發(fā)展。