未来能源三分天下必有氢——氢能源&氢燃料电池

 5月11日，中国国务院总理李克强11日考察了位于北海道苫小牧市的丰田汽车公司相关零部件工厂。日本首相安倍晋三也陪同参观。丰田社长丰田章男前往迎接，就李克强颇感兴趣的电动汽车(EV)等尖端技术进行介绍。从报道中所透露的信息证实，此次考察是由中方提出的。“日本政府相关人士称，考察工厂是由中方提出的。为推动经济的结构性改革，李克强十分重视企业的技术创新能力。中国已提出加快普及EV等的方针，这次可能因此选择了考察该工厂。”随着，李总理主动考察丰田，特别是在氢燃料汽车面前的长时间滞留，甚至引来中国EV政策方向有变的推测。燃料电池汽车(Fuel Cell Vehicle，FCV)不仅能够在燃料上实现对燃油的完全替代，而且具有「零排放」、能量转换效率高、燃料来源多样并可灵活取自于可再生能源等优势，因而被认为是实现未来汽车工业可持续发展的重要方向之一，也是解决全球能源和环境问题的理想方案之一。让更多的人了解与关注该技术，清清君联合本公司的市场部门给大家推出了“未来能源三分天下必有氢”系列文章，以飨读者。部分资料来自网络，在此一并感谢!

氢能是一种二次能源，它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采，几乎完全依靠化石燃料。氢能源被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。世界各国正在研究如何能大量而廉价的生产氢。利用太阳能来分解水是一个主要研究方向，在光的作用下将水分解成氢气和氧气，关键在于找到一种合适的催化剂。如今世界上有50多个实验室在进行研究，但至今尚未有重大突破，但它蕴育着广阔的前景。
氢能在可再生能源存储方面的独特优势，“电解水装置可将难以并网的间歇性电能转变为氢能源。与抽水蓄能、压缩空气、二次电池等储能方式相比，氢储能具有地理环境制约少、规模适应性宽、投资成本低、环境友好等显著特征”。比电更容易分散储存，可像天然气一样利用管网进行规模化配送;获取方式多元，既可从煤、石油、天然气等化石能源制取，也可从工业副产品中获得，更可通过可再生能源制取。

随着中国经济的快速发展，汽车工业已经成为中国的支柱产业之一。2007年中国已成为世界第三大汽车生产国和第二大汽车市场。与此同时，汽车燃油消耗也达到8000万吨，约占中国石油总需求量的1/4。在能源供应日益紧张的今天，发展新能源汽车已迫在眉睫。用氢能作为汽车的燃料无疑是最佳选择之一。



氢的获取：如何获取廉价氢燃料是氢能源产业必须攻克的重点问题。工业领域的副产氢可以作为廉价氢来源的备选之一。

氢燃料的储运：

氢燃料的使用成本：

氢燃料电池

低温燃料电池根据电解质不同，可分为AFC(碱性燃料电池)、PEMFC(质子膜燃料电池)、PAFC(磷酸型燃料电池)。PEMFC有温度最低、比能最高、启动最快、寿命长等优点，是技术最成熟的电动车动力源。丰田Mirai电池组就采用了GORE-SELECT®质子交换膜技术，这款质子交换膜是基于膨体聚四氟乙烯(ePTFE)制成，可促进氢燃料与氧气之间的化学反应，功率可达114KW。

此次工信部公布的2017年第五批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》三款燃料电池车中，大通FCV80采用的也是PEMFC技术。
氢燃料电池的优点在于续驶里程长、动力性高、燃料加注时间短，使用方式跟燃油车基本一致，且零污染。这也使得不少业内人士认为氢燃料的发展将会是新能源的重要方向。

在日益严格环保要求下，新能源汽车市场已逐渐成为趋势。其中，氢燃料电池因续航里程长、动力性能高、燃料加注时间短、适用地域广等优势越发受到国际上的认可，成为汽车产业技术竞争的制高点。燃料氢是地球上取之不尽用之不竭的能源，排放的只有水，没有二氧化碳。简单来讲就是，用氢气作为燃料代替石油，用燃料电池代替发动机，氢气在燃料电池中与氧气发生反应产生电能，而排放物是水。相比于传统燃油动力总成，燃料电池具有能量利用率高、环境亲和力强、能源安全性好等诸多优势。另一方面，从氢燃料汽车本身来说，具有无污染、零排放、能量大、快速补给等优点，并且能源利用效率达到了65%以上，更为重要的是，氢燃料有着非常高的能量密度和快速补给能力，综合来看，氢燃料就是汽车能源的“终极解决方案”。

当然，优势十分突出，氢燃料汽车的劣势却也是十分明显。首先，有关氢燃料方面的技术并不成熟，尤其是氢燃料储存的问题，一直没有很好的办法解决，即使有些车企推出氢燃料车型，也只能小规模的面向市场;其次，氢燃料汽车造价昂贵，受众范围太小，如果想要普及则需要很长的时间过渡，这也是车企们不愿在其身上花费太多精力的主要原因之一;最后，氢燃料汽车的充电问题、售后服务、包括相应的基础设施建设等等，都需要重新布局建设，又是一笔惊天巨账，这些无疑都阻碍了氢燃料汽车的发展。