能源革命正熱烈的進(jìn)行，新銳的能源形態(tài)演繹著各自的風(fēng)云，試圖在未來的能源體系中占據(jù)主導(dǎo)地位，其中就包括被稱為21世紀(jì)終極能源的氫能。

“可以將2018年定義為中國氫能源及燃料電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展元年。在通過三個(gè)階段的有序發(fā)展之后，中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)將實(shí)現(xiàn)技術(shù)快速進(jìn)步，大量創(chuàng)新成果爆發(fā)式涌現(xiàn)，氫能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)開發(fā)，在小汽車、軌道交通、船舶、航天、物流系統(tǒng)、礦用車等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，行業(yè)健康發(fā)展，最終形成‘氫能社會(huì)’。”中國氫能聯(lián)盟理事長、中國工程院院士凌文表示。

那么，未來是“氫能社會(huì)”的終極命題該如何去理解呢？這條路又該怎么走呢？

中國能源體系的“瑕疵”

中國氫能聯(lián)盟專家委員會(huì)主任余卓平在《中國氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告》開篇時(shí)指出：“我國能源體系存在不安全、不平衡、不可持續(xù)的問題，主要體現(xiàn)在能源安全、煤炭大國但利用不夠清潔、可再生能源發(fā)展遇瓶頸、碳排放壓力大和電力系統(tǒng)靈活性不足五方面?！?/p>

2017年，石油進(jìn)口量突破4億噸，對(duì)外依存度高達(dá)68.85%，70%石油進(jìn)入交通運(yùn)輸領(lǐng)域；天然氣進(jìn)口量946億立方米，39%的天然氣依靠進(jìn)口。

煤炭方面，80%應(yīng)用在燃燒后的發(fā)電和供熱，碳排放量大，散燒煤污染嚴(yán)重；低質(zhì)褐煤保有儲(chǔ)量約1300億t，占煤炭儲(chǔ)量13%，開發(fā)利用不足；褐煤碳含量低，氫含量相對(duì)高，科學(xué)利用褐煤，相當(dāng)于發(fā)現(xiàn)了一種新能源。

此外，可再生能源并網(wǎng)消納困難。2017年可再生能源發(fā)電量占比僅增加0.7%，全年棄可再生能源電量達(dá)1007億kwh，阻礙了可再生資源進(jìn)一步規(guī)?；瘧?yīng)用。

我國提出2030年減排目標(biāo)：單位GDP的二氧化碳排放比2005年下降60%-65%。以化石能源為主的能源結(jié)構(gòu)為我國碳排放目標(biāo)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

而電力作為我國終端能源消費(fèi)的主體，其最大問題在于無法存儲(chǔ)?？稍偕茉吹慕尤霂淼牟淮_定性影響著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

此時(shí)，氫能作為二次能源，具有零碳、高效、能源互聯(lián)媒介（電，熱，氣之間轉(zhuǎn)化的媒介，是在可預(yù)見的未來實(shí)現(xiàn)跨能源網(wǎng)絡(luò)協(xié)同優(yōu)化的唯一途徑）和可儲(chǔ)能（可再生能源電解水制氫，實(shí)現(xiàn)能源消納與儲(chǔ)存）等特點(diǎn)，且有交通、工業(yè)、建筑等豐富的應(yīng)用場(chǎng)景。

針對(duì)中國能源體系的不足，氫能或許能夠成為完美彌補(bǔ)。

余卓平還介紹說：“未來氫在我國終端能源體系占比至少要達(dá)到10%，成為我國能源戰(zhàn)略的重要組成部分。氫能將納入我國終端能源體系，與電力協(xié)同互補(bǔ)，共同成為我國終端能源體系的消費(fèi)主體?！?/p>

氫能大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用仍存在諸多挑戰(zhàn)

盡管“氫能社會(huì)”的藍(lán)圖十分美好，但是目前仍然處于初期的階段，仍然面臨一些挑戰(zhàn)。

從制氫環(huán)節(jié)上看，現(xiàn)有制氫技術(shù)大多依賴煤炭、天然氣等一次能源，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保性問題依然突出。利用核能、生物質(zhì)氣化制氫尚不成熟，利用太陽能或風(fēng)能等可再生能源則存在效率低、綜合成本高等問題。

從儲(chǔ)氫環(huán)節(jié)上看，雖然加壓壓縮儲(chǔ)氫技術(shù)、液化儲(chǔ)氫技術(shù)、金屬氫化物儲(chǔ)氫技術(shù)和有機(jī)化合物儲(chǔ)氫技術(shù)均取得了較大進(jìn)步，但儲(chǔ)氫密度、儲(chǔ)氫安全性和儲(chǔ)氫成本之間的平衡關(guān)系尚未解決，離大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還有一定差距。

從用氫環(huán)節(jié)上看，氫燃料電池汽車規(guī)模不足，導(dǎo)致加氫站建造成本居高不下、難以大規(guī)模鋪設(shè)，加氫站數(shù)量不足反過來又導(dǎo)致用戶難以選用氫燃料電池汽車?？傮w來看，用氫環(huán)節(jié)的便利性和成本控制難以兼顧。

水氫機(jī)將推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展

針對(duì)氫能“儲(chǔ)運(yùn)難、成本高”的問題，水氫產(chǎn)業(yè)創(chuàng)始人向華博士在“水基科學(xué)向華理論”的基礎(chǔ)上提出了“動(dòng)氫”理念，成功攻克了小型化移動(dòng)制氫難題，研發(fā)出世界上第一臺(tái)集制氫與發(fā)電一體的水氫機(jī)。水氫機(jī)是以甲醇重整制氫與燃料電池高度集成的一種新型發(fā)電設(shè)備。水氫機(jī)不但解決了氫燃料電池氫氣來源過程中的壓縮、儲(chǔ)存及運(yùn)輸問題，還大大降低了用氫成本并避開的用氫的安全問題。

如果利用來自于化石能源制取的甲醇，水氫機(jī)可減排二氧化碳40%以上；如果利用來自于可再生能源制取的甲醇，則可實(shí)現(xiàn)真正的高效零二氧化碳排放（二氧化碳循環(huán)利用）。另外，通過模塊化組合方式還可實(shí)現(xiàn)水氫機(jī)規(guī)模放大，同時(shí)適用于移動(dòng)動(dòng)力源和分布式發(fā)電。

水氫機(jī)可推動(dòng)汽車、分布式發(fā)電等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。甲醇燃料加注3~5分鐘即可完成，一次加注續(xù)駛里程可達(dá)500公里以上，既解決里程焦慮，又安全低價(jià)，是汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要解決方案。

分布式熱電聯(lián)供方面，水氫分布式發(fā)電系統(tǒng)效率與燃?xì)廨啓C(jī)或內(nèi)燃機(jī)分布式發(fā)電系統(tǒng)相比，具有更高的發(fā)電效率，易于制造千瓦——兆瓦的中小型熱電聯(lián)供系統(tǒng)。同時(shí)，水氫分布式熱電聯(lián)供能夠提高能源系統(tǒng)利用效率、緩解電網(wǎng)長距離輸配的壓力，對(duì)我國電力輸配系統(tǒng)的戰(zhàn)略安全性具有重要意義。

水氫機(jī)除了應(yīng)用在汽車、分布式發(fā)電，還可用于資源探測(cè)、應(yīng)急救災(zāi)、特種偵察等，對(duì)國家安全有重要意義。