愛華網(wǎng)??? 摘要：氫能是理想的低污染、零污染車用能源；長遠看，氫能將是可再生能源利用的重要橋梁。氫能并不遙遠，氫燃料電池和氫內(nèi)燃機汽車技術(shù)上已經(jīng)能夠?qū)嵤?，氫氧切割機等馬上可以商業(yè)化。中國應(yīng)盡快制定發(fā)展氫能源的國家路線圖，善用政策支持，把氫能中能夠商業(yè)化的部分率先做起來。 ??? 現(xiàn)在可以說是能源的“戰(zhàn)國時期”。除了傳統(tǒng)能源仍在繼續(xù)發(fā)揮重要作用，太陽能、風能、甲醇、乙醇、二甲醚等等令人眼花繚亂的新能源也走入了人們的視野。 ??? 用清潔、低碳的新能源替代化石能源，被視為能源的第三次革命。人類歷史上第一次能源革命是用煤炭取代柴薪。柴薪數(shù)量少、能量密度不夠大，煤炭的利用推動了蒸汽機的產(chǎn)生，帶來了工業(yè)革命，生產(chǎn)力的發(fā)展隨之突飛猛進。第二次能源革命，石油、天然氣慢慢取代煤，成為主導(dǎo)能源，因為人們發(fā)現(xiàn)液體能源和氣態(tài)能源比固態(tài)能源更好、更方便。而正在進行中的第三次能源革命——清潔、低碳能源替代傳統(tǒng)化石能源，一個最主要的推動原因則是環(huán)境污染和氣候變化。當然，其中也伴隨著化石能源資源量有限的問題，但這并不是最迫切的因素，因為至少煤還能用上百年。
一、對新能源的發(fā)展國家要合理規(guī)劃 ??? 當前中國也興起了新能源熱潮，我認為這是件非常好的事。因為現(xiàn)在我國能源供應(yīng)中煤炭占到了70%左右，要降低對煤的依賴，惟一的辦法就是發(fā)展新能源。金融危機之后各個行業(yè)開展救市，我國也搞了四萬億經(jīng)濟刺激計劃，政府應(yīng)該趁著這個機會扶持新能源產(chǎn)業(yè)，進行新的規(guī)劃，打開新的局面。 ??? 新能源產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)熱潮雖然是好事，但我們也要合理規(guī)劃，腳踏實地地發(fā)展。比如說核能，的確是清潔、高效的能源，應(yīng)當予以大力支持。但現(xiàn)在一下子上了那么多核電站，就會面臨著核原料供應(yīng)、核廢料處置的問題。 ??? 可再生能源方面，太陽能、風能現(xiàn)在很熱。這兩種能源都能發(fā)電，但得到的電的質(zhì)量跟火電、水電的質(zhì)量不可相提并論，風電甚至被叫作“垃圾電”。因為風力處于變化狀態(tài)，發(fā)出的電有波動，頻率、功率都不穩(wěn)定，雖然會經(jīng)過一些處理，但處理完了還不如燃氣輪機發(fā)的電穩(wěn)定。所以電網(wǎng)在接受風力發(fā)電時規(guī)定，風電不能超過電網(wǎng)總?cè)萘康囊欢ò俜直?。太陽能發(fā)出來的是直流電，需要變成交流，而且也會因光照強度的變化而強弱不均。怎么能夠大量、長期使用這些不穩(wěn)定的電？這里面還有很多技術(shù)問題要攻關(guān)。 ??? 生物質(zhì)能方面，秸稈氣化、秸稈發(fā)電等只是權(quán)宜之計。秸稈本來不值錢，然而一旦可以用來產(chǎn)生經(jīng)濟效益，農(nóng)民可能就要漲價，這樣成本就上去了。所以秸稈最好是粉碎完了就地回田，把土地保養(yǎng)好一點。搞生物質(zhì)能，秸稈不是方向，應(yīng)該想辦法發(fā)展新的生物質(zhì)來源。這方面的研究已經(jīng)在做。例如利用水面發(fā)展海藻，來制石油、制氫。像綠藻，含油量就比較高，而且發(fā)展起來不占地。今年4月北京的新能源展覽上，中國新奧公司就展示了用綠藻提煉石油的技術(shù)。類似這樣的新生物質(zhì)雖然是長遠的方向，不可能很快產(chǎn)生實際效益，但投入研發(fā)是有意義的。 ??? 再說電動車，我個人覺得中國現(xiàn)在炒得有點過分。電動自行車，大家可以看到街上已經(jīng)有很多，有贊成的，有不贊成的。贊成的說它省勁，跑起來動力還可以；不贊成的說它速度快、危險，而且剎車聲極其刺耳。電動自行車畢竟價格不高，大部分人買得起；而電動汽車則不一樣，它關(guān)系到中國今后的汽車發(fā)展戰(zhàn)略，對經(jīng)濟的影響更大。 ??? 電動汽車有兩個最大的問題需要解決：一是續(xù)駛里程，即充滿一次電后最多能跑多遠。二是充電時間，即一次需要多長時間能把電充滿。國外的大汽車公司，像豐田、通用、福特等，它們生產(chǎn)的電動汽車續(xù)駛里程一般是160公里左右，沒有幾個說能超過200公里的?！镀囎濉冯s志舉辦的“新動2009中國新能源汽車評選”會上，日產(chǎn)NUVU全電動車獲得“2009中國年度新能源汽車特殊貢獻車型”獎，該車準備2010年進入美國市場，2011年進入中國市場，其最高速度可達120公里/小時，續(xù)駛里程不過125公里。而咱們國家說500公里的都有，也不知道真假。電動汽車充一次電要幾小時，這也大大限制了它的使用。如果從北京開到石家莊，中間還要停下來充幾個小時的電，大概每個人都覺得麻煩。所以國外發(fā)展電動汽車，定位非常明確。比如說日本，就把純電池電動車定位于在一個城市內(nèi)行駛的汽車。也就是說，作為上下班的代步車還可以。我們現(xiàn)在宣傳的快速充電，說是十幾分鐘就能充完，然而快速充電的反面作用就是會帶來電池壽命的急劇減低。大家都有體會，一般手機電池、數(shù)碼相機電池充1000次就了不起了。電動汽車按照指標規(guī)定，大概也就是2000次深度充放。這樣六年左右整個電池就報廢了，換電池的價格不菲。 ??? 同時，我們還要考慮到消費者的心理。因為一般人買汽車，是想著可以開著到任何想去的地方，雖然實際上并不一定會開車跑很遠。但當你買電動汽車時，知道它只能跑很近，而且并不便宜，要花十四五萬，你會買嗎？所有這些因素都決定了純電池電動汽車的使用范圍有限、市場前景有限，不能解決汽車的根本問題。 ??? 發(fā)展太陽能、核能、風能、新的生物質(zhì)能，做電動汽車，等等，這本身都是對的，但不能一哄而上。中國有句古話說得好，“人無遠慮，必有近憂”。在當今新能源的大熱潮之下，我認為我們還是必須冷靜下來，對各種新能源的發(fā)展進行理性評估，比較優(yōu)劣，做更遠的謀劃。 二、氫能是最理想的車用能源 ??? 在眾多的新能源中，氫能是具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ奈磥砟茉粗?。氫能是一種潔凈的可再生能源，同時又具有可儲、可輸?shù)奶攸c。目前，它是理想的低污染甚至零污染的車用能源；長遠看，它的發(fā)展可能帶來能源結(jié)構(gòu)的重大改變。 ??? 氫能是二次能源，地球上沒有天然的氫，現(xiàn)在的氫大部分通過煤、天然氣等化石能源與水反應(yīng)來制取。而隨著化石能源越來越少，長遠看從可再生能源制氫是最理想的情景。太陽能、風能、地熱能等制氫，制出來的氫可以儲存起來，用作發(fā)電的燃料（氫能發(fā)電很穩(wěn)定）或汽車燃料。所以，氫能將是可再生能源利用的一個很重要的橋梁。 ??? 用氫做車用燃料，是解決汽車燃料問題的終極方案?，F(xiàn)階段氫能的主要使用方式是氫在內(nèi)燃機內(nèi)的直接燃燒和氫在燃料電池中的電化學轉(zhuǎn)換。前面說過，如果是僅僅用于上下班的班車、校車，純電池電動汽車是不錯的選擇。但由于它受續(xù)駛里程和充電時間的限制，所以大部分的汽車還是要考慮用替代燃料。而這種燃料我認為從長遠來講，必定是氫能。因為我們可以設(shè)想一下，從東北開車到海南，不可能說一開始用生物柴油，開幾百公里后就變成用乙醇，再開幾百公里后又變成用甲醇吧？最好是有一種燃料，能像現(xiàn)在的汽油一樣，比較一統(tǒng)、比較大眾，大家都能接受。而氫能源汽車目前從技術(shù)上講已經(jīng)完全能夠做到這一點。 ??? 美國加州今年5月27日組織了一個燃料電池車長距離示范，11輛氫燃料電池車開了2700多公里，行駛九天，沒有問題。充一次氫的續(xù)駛里程，目前最好的水平是日本豐田公司的FCHV-adv氫燃料電池轎車，該車最高時速可達每小時155公里，一次充氫氣僅用3分鐘，充一次氫氣可以行駛830公里，超過一般汽油汽車的續(xù)駛里程。需要特別強調(diào)的是：這里所講的830公里是指車用儲氫罐的體積完全不影響汽車的舒適程度和使用空間，即該放行李的地方放行李，該坐人的地方坐人，跟現(xiàn)有的汽油車沒有區(qū)別。今后如果能把基礎(chǔ)設(shè)施建好，隨處有加氫站，這種汽車跑到哪里都沒問題。初步預(yù)計，氫燃料電池車真正的產(chǎn)業(yè)化大概是十幾年以后，在2020年左右。 ??? 氫直接燃燒的用途同樣也可以用于汽車，即做氫氣內(nèi)燃發(fā)動機汽車。氫內(nèi)燃機汽車最大的好處是便宜?，F(xiàn)在的氫燃料汽車使用起來之所以貴，原因之一就在于對燃料的品質(zhì)要求很高。氫氣中的一氧化碳濃度要求小于一個PPm，即百萬分之一，否則開車會容易中毒；這對化石能源制得的氫氣,要求是很嚴格的。如果換用氫內(nèi)燃機汽車，則對氫氣中的一氧化碳濃度基本上沒有限制。因而這樣的氫成本非常低，一立方米不到一塊錢，一公斤氫氣的生產(chǎn)成本不到12元，比使用汽油便宜很多。 ??? 目前內(nèi)燃機如果用純氫做燃料問題比較多，雖然發(fā)動機改動不大，但控制系統(tǒng)要求極嚴，而且也缺乏供應(yīng)氫氣的加氫站。天然氣汽車被稱作清潔能源汽車，工程師們發(fā)現(xiàn)在天然氣里摻入20%體積的氫氣，效果會比純用天然氣更好，氮氧化物排放能減少一半。所以對于用天然氣加氫氣做燃料，我們呼吁了很多年。清華大學汽車系做的HCNG（氫能壓縮天然氣燃料）汽車，大量的數(shù)據(jù)表明效果很好，用國產(chǎn)內(nèi)燃機，可以達到國四排放標準，現(xiàn)在正在推廣。大家比較看好這種車的前景，因為天然氣在中國已經(jīng)開始普及，尤其是西氣東輸以后，很多城市可以供應(yīng)天然氣。咱們的石油儲備不多，要是用天然氣加氫氣做汽車燃料，可以節(jié)省很多石油。 ??? 氫從哪里來呢？現(xiàn)在主要是利用工業(yè)副產(chǎn)氫。例如在煉焦過程中產(chǎn)生的焦爐煤氣，相當一部分我們沒有加以利用，每年空排的焦爐煤氣將近200億立方米。這些焦爐煤氣里面就含有50%的氫氣，我們只需要不多的投資就能提取出氫氣來，成本非常便宜。 ??? 氫內(nèi)燃機汽車和氫燃料電池汽車是未來汽車的發(fā)展方向。2008年8月，美國工程院的六個院士加上十幾個專家組成了一個專家組，專門預(yù)測了美國氫能汽車的發(fā)展動向。他們預(yù)測，到2050年美國汽車的總保有量是3.7億輛，到時氫能汽車發(fā)展得好的話，將有3億輛是氫能車（包括氫內(nèi)燃機）；氫能汽車發(fā)展得一般，大約是2億輛；發(fā)展得不好，也會有7000萬輛氫能車。 三、中國氫能發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的問題 ??? 中國現(xiàn)在的氫能發(fā)展水平和國際相比，有自己的長處和特點，但也有不足。比如說制氫，應(yīng)該說中國是全世界生產(chǎn)氫氣最多的國家。2002年中國生產(chǎn)氫氣800 多萬噸，僅次于美國。而現(xiàn)在產(chǎn)量基本上已經(jīng)翻番。2008年，我國神華集團建成全世界最大的煤制氫工廠，每小時可生產(chǎn)625噸氫氣。不過我國不足的方面也很明顯。全世界氫能的96%、中國氫能的97%都來自化石能源，3%、4%來自水電。我國化石能源制氫設(shè)備小、技術(shù)水平不高，與國外有很大差距。包括神華集團，煤的氣化環(huán)節(jié)（制氫最重要的一塊）還是用的殼牌技術(shù)。 ??? 氫的凈化方面，中國也有優(yōu)勢。通過化石能源制出來的氫很不干凈，伴隨有氮氧化物、一氧化碳等等，需要凈化。目前，工業(yè)界最常用的凈化方法就是變壓吸附（PSA）。這個技術(shù)中國現(xiàn)在做得最好。即便外國公司在中國拿到了工程，也往往找中國公司來做PSA部分。 ??? 儲氫技術(shù)上，咱們也有長處。儲氫技術(shù)很多，目前最實用的有三種方法：一是高壓壓縮；二是液化；三是做成儲氫合金，即把氫吸進合金原子之間的縫隙中，變成固態(tài)，這種狀態(tài)下單位體積的氫含量甚至比液氫含量還要多。高壓儲氫方面我們作出很多貢獻，做的最大的固定式高壓儲氫容器是70兆巴，相當于700公斤左右。國際上有，但體積沒有我們大。輕質(zhì)的高壓儲氫容器，35兆巴的可以國產(chǎn)，70兆巴的在研制。另外很多國家現(xiàn)在都在研究儲氫合金，最常用的儲氫合金是 LaNi5，全世界的產(chǎn)能是三萬噸左右，主要集中在中國和日本，其中，中國產(chǎn)能世界第一。 ??? 用氫方面，前面說過主要是兩種方法：一是直接燃燒；二是做成燃料電池。中國的氫燃料電池車在2008年北京奧運會作了示范，而且今年年初還派了十六輛氫燃料電池轎車到美國加州去參加示范，已經(jīng)走出了國門。記得2000年，中國的公共汽車要搞氫燃料電池，想申請聯(lián)合國的項目，我作為中國專家去聯(lián)合國UNDP 辦公室答辯，當時外國人都看不起我們：“你們發(fā)展中國家還能搞燃料電池？”而現(xiàn)在，我們自己造出了國產(chǎn)的氫燃料電池車，還多次在國際燃料電池車大賽中獲得獎項。這里特別要說明，氫燃料電池車的商業(yè)化大約在2015年－2020年。氫燃料電池車是百年汽車的革命，也是我國跨越式發(fā)展汽車的最好的機遇。今年5 月，美國總統(tǒng)奧巴馬認為氫燃料電池車還為時很遠，消減了美國的氫能研發(fā)經(jīng)費。這正是給了我們發(fā)力的好時機。我們要反美國之道而行，加快發(fā)展氫燃料電池車，催化商業(yè)過程，為中國汽車的普及鋪平道路。 ??? 現(xiàn)在氫內(nèi)燃機汽車國際上發(fā)展很快，寶馬、福特、馬自達等大公司都在做，寶馬投了十億歐元，做得最好。寶馬7系列已經(jīng)有氫能源車，為了適應(yīng)當前加氫站不多的情況，它采用氫和汽油雙燃料，可以通過開關(guān)隨時轉(zhuǎn)換。這種車在生產(chǎn)線上已經(jīng)生產(chǎn)了100臺，去年拿了幾臺到中國來，在上海、廣州、北京讓大家試乘試駕。中國以前對氫內(nèi)燃機這一塊重視不夠，發(fā)展比較慢；但近來也發(fā)展很快，長安汽車公司已經(jīng)做出了氫內(nèi)燃機樣車，并進行了展示。 ??? 總而言之，氫能并不像很多人所想像的那么遙遠。氫的利用有遠有近，除了前面講的在技術(shù)上已經(jīng)可以實施的氫燃料電池汽車和氫內(nèi)燃機汽車，在中國馬上可以商業(yè)化的還有氫氧切割機、副產(chǎn)氫氣的提純、特種燃料電池車（如倉庫里的碼高機）等。與氫燃料電池車相比，氫內(nèi)燃機汽車的產(chǎn)業(yè)化可能離我們更近一些，因為主要的技術(shù)中國已經(jīng)攻克了，只是還沒有真正做起來。而且我們的HCNG燃料汽車不比國外差，可以先發(fā)展。先從HCNG燃料開始，再到純氫燃料，要一步步走。而氫燃料電池方面，也還有很多可以超越的空間。中國人那么聰明，完全有機會率先攻關(guān)，走到世界的前列。 結(jié)? 語 ??? 整個氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在國外已經(jīng)做了很多比較細的工作。與之相比，我們做得還很不夠，這其中涉及到管理體制問題。像日本，圍繞重大科研管理專門成立了一個NEDO公司，這個公司歸通產(chǎn)省管，全日本的科技項目都由它去運作、招標、審查。我們國家的科技部下面也有高技術(shù)中心，但屬于官方性質(zhì)，與人家的公司性質(zhì)不同。性質(zhì)不同，責任感也就不一樣。德國政府計劃在2007年到2016年的15年內(nèi)，投資14億歐元做氫能燃料電池示范；還專門成立了一個NOW公司，來管理氫能項目。而談到發(fā)展氫能，我國連一個國家級的氫能路線圖都沒有公布過。沒有氫能路線圖，就看不清前面的路。今天說要下大力氣搞氫能，明天有人反對又不搞了，這樣就很影響氫能的進展。 ??? 沒有相應(yīng)政策管理體制的支持與保障，要創(chuàng)新就很難。所以，中國要想抓住發(fā)展氫能的機遇，國家一方面要加大投入，鼓勵創(chuàng)新；另一方面要通過政策支持，把氫能經(jīng)濟中能夠商業(yè)化的部分先做起來，盡快推動產(chǎn)業(yè)化。
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