未來能源三分天下必有氫：氫能源&氫燃料電池（一）

5月11日，中國國務(wù)院總理李克強11日考察了位于北海道苫小牧市的豐田汽車公司相關(guān)零部件工廠。日本首相安倍晉三也陪同參觀。豐田社長豐田章男前往迎接，就李克強頗感興趣的電動汽車（EV）等技術(shù)進行介紹。從報道中所透露的信息證實，此次考察是由中方提出的?！叭毡菊嚓P(guān)人士稱，考察工廠是由中方提出的。為推動經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)性改革，李克強十分重視企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力。中國已提出加快普及EV等的方針，這次可能因此選擇了考察該工廠?！彪S著，李總理主動考察豐田，特別是在氫燃料汽車面前的長時間滯留，甚至引來中國EV政策方向有變的推測。燃料電池汽車（Fuel Cell Vehicle，F(xiàn)CV）不僅能夠在燃料上實現(xiàn)對燃油的完全替代，而且具有「零排放」、能量轉(zhuǎn)換效率高、燃料來源多樣并可靈活取自于可再生能源等優(yōu)勢，因而被認(rèn)為是實現(xiàn)未來汽車工業(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)合本公司的市場部門給大家推出了“未來能源三分天下必有氫”系列文章，以饗讀者。部分資料來自網(wǎng)絡(luò)，在此一并感謝！

氫能是一種二次能源，它是通過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?。世界各國正在研究如何能大量而廉價的生產(chǎn)氫。利用太陽能來分解水是一個主要研究方向，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多個實驗室在進行研究，但至今尚未有重大突破，但它蘊育著廣闊的前景。

氫能在可再生能源存儲方面的獨特優(yōu)勢，“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、二次電池等儲能方式相比，氫儲能具有地理環(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”。比電更容易分散儲存，可像天然氣一樣利用管網(wǎng)進行規(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，更可通過可再生能源制取。

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車工業(yè)已經(jīng)成為中國的支柱產(chǎn)業(yè)之一。2007年中國已成為世界第三大汽車生產(chǎn)國和第二大汽車市場。與此同時，汽車燃油消耗也達(dá)到8000萬噸，約占中國石油總需求量的1／4。在能源供應(yīng)日益緊張的今天，發(fā)展新能源汽車已迫在眉睫。用氫能作為汽車的燃料無疑是佳選擇之一。

氫的獲?。喝绾潍@取廉價氫燃料是氫能源產(chǎn)業(yè)必須攻克的重點問題。工業(yè)領(lǐng)域的副產(chǎn)氫可以作為廉價氫來源的備選之一。

氫燃料的儲運：

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、啟動快、壽命長等優(yōu)點，是技術(shù)成熟的電動車動力源。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《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》三款燃料電池車中，大通FCV80采用的也是PEMFC技術(shù)。

氫燃料電池的優(yōu)點在于續(xù)駛里程長、動力性高、燃料加注時間短，使用方式跟燃油車基本一致，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，新能源汽車市場已逐漸成為趨勢。其中，氫燃料電池因續(xù)航里程長、動力性能高、燃料加注時間短、適用地域廣等優(yōu)勢越發(fā)受到國際上的認(rèn)可，成為汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)競爭的制高點。燃料氫是地球上取之不盡用之不竭的能源，排放的只有水，沒有二氧化碳。簡單來講就是，用氫氣作為燃料代替石油，用燃料電池代替發(fā)動機，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)燃油動力總成，燃料電池具有能量利用率高、環(huán)境親和力強、能源安全性好等諸多優(yōu)勢。另一方面，從氫燃料汽車本身來說，具有無污染、零排放、能量大、快速補給等優(yōu)點，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給能力，綜合來看，氫燃料就是汽車能源的“解決方案”。

當(dāng)然，優(yōu)勢十分突出，氫燃料汽車的劣勢卻也是十分明顯。首先，有關(guān)氫燃料方面的技術(shù)并不成熟，尤其是氫燃料儲存的問題，一直沒有很好的辦法解決，即使有些車企推出氫燃料車型，也只能小規(guī)模的面向市場；其次，氫燃料汽車造價昂貴，受眾范圍太小，如果想要普及則需要很長的時間過渡，這也是車企們不愿在其身上花費太多精力的主要原因之一；后，氫燃料汽車的充電問題、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，這些無疑都阻礙了氫燃料汽車的發(fā)展。