2019-05-10 14:14:03 能源杂志

氢能这几年非常热，各个媒体或各个机构都在追捧这样一个新的产业。事实上，氢能在整个新能源领域是才刚刚起步的行业，大家为什么关注氢能？我首先谈一谈氢能的发展背景。

为什么氢能受关注？

我们国家目前的石油对外依存度逐年升高，到2018年对外依存度接近70%，前段时间美国要对伊朗进行石油封锁，这样会影响到我们国家的能源安全，特别是石油这么大规模对外依存度。

前一段时间工信部副部长到广东做氢能源产业调研发表观点，我们国家发展新能源汽车是战略问题，到2018年时候接近100万辆，对于新能源汽车这几年锂电池汽车发展得非常迅猛，当然也带来了相应的问题。

我们大家印象非常深刻的是，特斯拉在地库里自燃，引发周边燃烧，锂电池汽车发生燃烧，这样引发了社会非常广泛的关注。作为锂电池，这是汽车行业存在的广泛共性。

另外一个方面，现在也是比较难以解决的问题，就是利用电动汽车和废旧电池进行储能，我个人的观点，可能在实际操作当中会面临很多难度。比如电动汽车拆下来的电池性能参差不齐，集中大规模储能的时候安全问题会引起更多的关注，一旦出事，会引起更大的问题。

氢能源其实主要集中在汽车领域，我们国家的汽车保有量非常高，2018年已经达到2.4亿辆汽车。汽车在总的环境污染当中占的比例也非常高，我们面对空气污染问题非常严峻。这跟我们国家能源结构密切相关，煤炭占一次能源比例非常高。煤在发电的过程通过燃烧会产生氮氧化物、硫化物、二氧化碳，煤的清洁利用，氢能是很好的方案。

前两天我在大同，大同要做“产煤不见煤”新的能源产业的典型，这个确实比较难，而且大量煤的使用量。氢能对于整个产业的一次能源的转型提供了一种思路，也就是我们可以把煤这样一种固态燃料变成氢气固态燃料，用在交通领域，会带来很大好处。

因为煤转化成氢气过程中，不会有氮氧化物、硫氧化物排放到空气当中，对于我们改善空气质量是有非常大的帮助。这是我们氢能产业希望它能达到这样产煤不见煤的趋势。

氢能产业真正引起关注的是我们在交通领域，即汽车领域。目前专注于氢能产业的，从国际上讲，国际上主流的汽车生产厂商都在关注，而且已经持续关注20、30年了。

对于我们国家来说，其实氢气的产能是非常大的。我们国家到2018年氢气的产能接近2000万吨，但是我们这么多的氢气去到哪里？基本上是作为我们工业过程用气用掉了，工业合成氨、合成甲醇、石油炼化等于过程中用掉了。

山西是最大的焦炭生产的省份，生产焦炭的过程中也产生氢气，也没有完全用完，可以拿回去，把它烧掉，用它的热能，但没有把它真正算成氢能，只作为热能。真正使用氢气使用就是航天，利用氢能。但是氢气整个使用环节当中占的比例非常小。

氢能和燃料电池密不可分，把氢能作为燃料烧掉，也会产生氮氧化物的排放。但把它作为一个电化学的应用，用在燃料电池上，这个过程就不会产生排放，只有水产生，这个过程是一个完全清洁的。

燃料电池汽车是负污染

最近几年为什么国内对氢能的热情突然高涨起来，跟国际上氢能汽车产业化进程密切相关。2015年丰田发布了量产车型，受到了业内广泛的关注。这几年国家清能产业蓬勃发展，这里要讲一讲氢能源汽车的好处。

氢能源发动机其实是具有电池的特点，也具有传统内燃机的特点，比较了传统燃油发动机，以及氢燃料发动机两个系统的对比。散热系统，有后面的发电系统，是这样的一个过程。它的核心只是在气缸、燃油在气缸内燃烧推动活塞运动产生动能，只要使用空气作为氧化剂，空气中的系统，同样也有散热系统，后面产生的电能通过变电，供到终端使用端这么一个环节。

区别是核心的部分只是发动机。这个架构上和我们汽车燃油发动机非常类似，但是它的原理跟电池一样，是电化学的原理。通过这样原理，电动汽车相比，它有非常多的优势。

与锂电池车比较，能量密度高，每公斤可以到1KW以上，相对于燃油发电机系统，效率非常高，燃油效率可以到20—30%，燃料电池可达40—50%，能量使用效率上讲有优势。

当然燃料电池汽车最大的优势是清洁，它的使用环节是只产生水，叫做零污染，实际过程当中是要使用空气，空气含有污染物，包括颗粒物，燃料电池要经过化学工艺，经过加湿，排出的空气是非常清洁的。这个环节可以叫做负污染的使用。

从氢气的产生过程讲，即使用煤制氢，也不会产生硫氧化物。回收环节里面主要是固态这样的物料，不会产生有机物、挥发物这样的污染，回收也简单。

另外两个优势，就是相对于锂电池车而言，一个是它不改变用户使用的习惯，我们加气的时间，跟加油是相当的。正常加氢跟加油一样，特别是驾乘体验上也是，使用锂电池车有里程焦虑，或者在北方到冬天不敢开空调，燃料电池车只是氢气瓶当中氢气储量有关系，没有这样一些顾虑，中间供暖是使用燃料电池。这些优势相对于锂电池车而言，使用上是有一定的优势的。

面临的问题

氢能源车发展到目前也面临一些问题，特别是目前成本相对高，跟传统的燃油车或者跟锂电池车比，成本高，产业还没有完全成熟。

这几年，国家也在对氢燃料电池车的发展有相当力度的扶持。包括2009年发布新能源汽车补贴的办法，锂电池车的补贴和燃料电池车的补贴，但到目前为止还没有一台氢能源车拿到补贴。

目前氢能产业的发展主要集中在几个大的区域。珠三角、长三角、京津冀、华中地区，山西发展力度也非常大，西部地区也在关于这样一个产业的发展，也取得了一些成绩。

从整个产业来讲，分为上下中游产业。上游包括制氢，中游环节加氢，加氢站的建设，下游涉及氢燃料电池的发展。国字号的大企业纷纷加入到这个产业链当中，对这个产业链的推动力量非常大。

目前面临的另一个难点是加氢站的网络。车造出来了，加氢站在哪里，如果没有，用户很难采购氢能源车辆。如果大量建造这些加氢站，没有车辆加，加氢站又难以存活下去，是非常大的问题。

目前在佛山、云浮也存在这样的问题。有些地方有车辆，已经有布局了，但是加氢站不够，上海加氢站只有三个，在广州只有一个加氢站。在佛山和云浮有了加氢站，还没有车辆布局，这样商业模式就很难维持下去。好在中国加氢站发展非常快。

目前我国在建加氢站超过70座。这是非常好的现象，先把加氢站建起来，会带来第二个问题，我们有加氢站布局了，车辆要相应的进行布局。我们国家布局模式跟西方不同，走商用车先行，先有少量的加氢站，用重卡去布局，会容易解决这个问题。

整个产业链的投资今年非常热加起来有2000多亿。这是2017、2018年氢能源车的数量，总体加起来跟我们上百万辆锂电池车相比还是小数。但是这样一个趋势也是非常迅猛的。

我们国家氢能源产业这两年产业发展非常快，技术上还存在差距，关键零部件和材料以及产业化水平存在差距。也存在这样的一些问题，例如一个产业化总体产业落后，关键技术、核心零部件、关键原材料还在突破，退出很多车型，这些车型是不是能够满足用户的需求，还需要验证，寿命都需要验证。

从整体发展来看，总体还是向好的。我们国家氢能产业发展市场，到2050年可以达到4万亿。这个产业面临很多投资机会，包括制氢、储氢、燃料电池、氢能汽车等，目前都有一些企业玩家在里面。这里也给出一些建议，对于不同的受众群体，包括地方政府，希望大家不要盲目进入，要有所规划。(刘志祥教授，佛山（云浮）氢能产业与新材料发展研究院院长，广东国鸿氢能科技有限公司副总经理。本文为刘志祥教授在重新定义未来能源结构会议上的演讲。)