中國首批140輛豐田Mirai氫動(dòng)力汽車(chē)已抵達大連港，將用于奧運火炬國內傳遞和2022年北京冬奧會(huì )全程。冬奧會(huì )期間的大部分服務(wù)車(chē)輛預計將采用氫動(dòng)力，而不是像特斯拉那樣的純電動(dòng)汽車(chē)。

長(cháng)期以來(lái)以節能減排著(zhù)稱(chēng)的電動(dòng)汽車(chē)是否會(huì )突然被取代?

作為世界首富和技術(shù)前沿的代表，馬斯克在2020年6月發(fā)推文稱(chēng):“燃料電池=傻瓜銷(xiāo)售?！毕袼f(shuō)的那樣嗎?

氫燃料汽車(chē)還是鋰電池汽車(chē)?

鋰離子電池電動(dòng)汽車(chē)電池生產(chǎn)過(guò)程,以及電力的來(lái)源造成對環(huán)境的破壞,只有依靠電動(dòng)汽車(chē)零廢氣排放達到節能減排的效果,2030年碳峰,2060個(gè)碳中立,可以說(shuō)是滄海一粟。

作為電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的領(lǐng)導者，特斯拉30% - 50%的過(guò)度充電需要15分鐘，完全充電需要1小時(shí)。將在冬奧會(huì )上亮相的豐田Mirai充電5分鐘可行駛559公里，而特斯拉model3充電1小時(shí)可行駛569公里。氫燃料汽車(chē)的優(yōu)勢在于它具有跳躍性。

為了提高鋰離子電池的容量，必須增加電池的體積和重量，改進(jìn)充電技術(shù)?？紤]到汽車(chē)本身的尺寸，增加電池尺寸意味著(zhù)犧牲內部空間。而且改進(jìn)充電技術(shù)并不容易。托馬斯·愛(ài)迪生在1912年發(fā)明了電動(dòng)汽車(chē)，遠遠早于汽油動(dòng)力汽車(chē)的出現，正是由于鉛酸電池驅動(dòng)開(kāi)關(guān)帶來(lái)的不便。

與純有軌電車(chē)相比，氫燃料汽車(chē)具有更快的傳輸速度、更豐富的存儲空間、更長(cháng)的行駛里程等優(yōu)點(diǎn)。

一汽首次將氫燃料內燃機應用于紅旗轎車(chē)，

如果氫能發(fā)光，為什么早期的人類(lèi)沒(méi)有使用它?

利用氫氣的想法并不新鮮

1937年，一艘裝滿(mǎn)氫氣的宇宙飛船在德國興登堡墜毀，引發(fā)大火。自那以后，氫氣的使用就變得備受爭議和質(zhì)疑。

在20世紀80年代，蘇聯(lián)甚至駕駛過(guò)一架氫動(dòng)力客機，但在起飛后僅21分鐘就結束了飛行。

由此可見(jiàn)，雖然人們早就發(fā)現氫燃料可以創(chuàng )造低碳的奇跡，但由于技術(shù)上的障礙有待突破，氫燃料并沒(méi)有真正融入和應用于人類(lèi)的生產(chǎn)生活中。

氫能——能源行業(yè)的一朵“白蓮花”

氣候變化正在引發(fā)氫能的新浪潮。與產(chǎn)生能源的化學(xué)燃料如石油和煤炭不同，氫是最好的能源載體，就像電池儲存電力一樣，所以氫可以從這些化學(xué)燃料中儲存能量。必須產(chǎn)生氫能。

雖然氫是世界上最清潔的可再生能源之一，在能量釋放的過(guò)程中沒(méi)有碳排放，但生產(chǎn)氫的過(guò)程并非100%“無(wú)碳”。根據不同氫能生產(chǎn)方式產(chǎn)生的碳排放的差異，將氫能分為:

灰氫:指化石燃料(石油、天然氣、煤炭等)燃燒時(shí)產(chǎn)生的氫，燃燒時(shí)排放二氧化碳?；覛渖a(chǎn)成本低，制氫工藝簡(jiǎn)單。目前，全球氫市場(chǎng)仍以灰氫為主(約占95%)。

藍色氫:兩者都是由化石燃料制成，但通過(guò)碳捕獲與儲存(CCUS)技術(shù)，藍色氫的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現了相對于灰色氫相對較低的碳排放。

綠色氫:由可再生能源(太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能等)生產(chǎn)的氫。例如，通過(guò)光能發(fā)電電解水生產(chǎn)綠色氫，完全沒(méi)有碳排放。綠色氫是生產(chǎn)氫能最理想的形式。由于目前技術(shù)和制造成本的限制，綠色氫的大規模應用還需要一定的時(shí)間。

光伏的一個(gè)相關(guān)任務(wù)就是將市場(chǎng)上的灰色氫氣轉化為綠色氫氣氫通過(guò)綠色電，從而改變氫和碳的性質(zhì)。這也是在雙碳目標框架下，中國光伏產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先者龍基股份與未來(lái)氫能的關(guān)系。

我們知道，將氫能轉化為電能和熱能時(shí)，只產(chǎn)生水，而不會(huì )產(chǎn)生溫室氣體或可吸入顆粒物。氫可以廣泛使用，清潔無(wú)毒，每質(zhì)量氫所含的熱量是汽油的三倍，這是早期人們用它來(lái)發(fā)射航天器的主要原因。此外，由于氫可以轉化為氣態(tài)、液態(tài)甚至固態(tài)，所以當氫在-263℃達到液態(tài)時(shí)，其體積減少到原來(lái)體積的1/800。這些都使氫能具有生態(tài)友好、利用率高、儲運方便等競爭優(yōu)勢。

氫能的“不能做”

雖然我們對未來(lái)氫能對雙碳目標的貢獻充滿(mǎn)信心，但我們也需要了解，鑒于目前的技術(shù)，氫能仍有許多“不可實(shí)現的”。

氫來(lái)自海洋?！ 由于豐富的可再生能源(水、光、風(fēng))，海上制氫具有獨特的優(yōu)勢。因此，海上氫能基礎設施建設將面臨一系列需要解決的技術(shù)問(wèn)題。至于在海上生產(chǎn)氫的過(guò)程，是先淡化海水再生產(chǎn)氫嗎?或者未來(lái)技術(shù)的發(fā)展會(huì )導致直接從海水中生產(chǎn)氫嗎?這樣才能節省脫鹽的環(huán)節和成本?

一些大型能源巨頭和石油國家正試圖在沒(méi)有“碳捕獲技術(shù)”幫助的情況下使用天然氣生產(chǎn)氫氣，但這種方法將無(wú)法實(shí)現我們的脫碳目標。

一些歐洲國家希望通過(guò)管道將氫輸送到本國，但目前的管道技術(shù)并沒(méi)有解決氫作為一種可燃氣體的安全問(wèn)題。我們知道，中國通過(guò)西伯利亞到大慶的輸油管道從俄羅斯進(jìn)口原油。一旦打開(kāi)閥門(mén)，石油就會(huì )像自來(lái)水一樣從俄羅斯流入大慶，從俄羅斯出口到歐洲的石油也會(huì )像自來(lái)水一樣流入大慶。因此，液化能的運輸成本低，通過(guò)管道可以解決，而液化是儲能的最佳形式。如何對產(chǎn)生的氫能進(jìn)行大規模液化，然后通過(guò)管道輸送，也可能是未來(lái)需要解決的技術(shù)問(wèn)題。隨著(zhù)大量資金和技術(shù)研究的投入，氫能應用的技術(shù)壁壘將會(huì )越來(lái)越少，氫能的應用領(lǐng)域也正在探索中。

隨著(zhù)雙碳目標的逐步實(shí)現，未來(lái)氫能的應用場(chǎng)景有哪些?

知識的獨特屬性的氫,作為普通人,我們最關(guān)心的是:和氫終端能源,當氫質(zhì)量被廣泛使用,它將在未來(lái),使人類(lèi)的工作、生活場(chǎng)景變化,或如何提供方便,我們普通老百姓關(guān)心的是當務(wù)之急!

放眼世界，氫能正逐漸融入各個(gè)領(lǐng)域，并呈現出新的發(fā)展趨勢。許多發(fā)達國家，如英國、法國、德國、日本和韓國，都有他們的國家氫能計劃。全世界正在建設350多個(gè)大型氫項目。預計到2030年累計投資將達到5000億美元，到2050年達到0.6萬(wàn)億美元。今天，氫每年的銷(xiāo)售額為1500億美元，主要是通過(guò)工業(yè)生產(chǎn)(包括化肥生產(chǎn))。

我國也將氫能作為最重要的清潔能源列入“十四五”規劃。作為世界最大的煉油公司和世界第三大化石能源公司，中石化集團也是第一個(gè)提出“碳中和時(shí)間表”的中國企業(yè)。中國石化計劃在“十四五”期間建設1000座加氫站，今年的目標是建設100座加氫站。建造中國的第一個(gè)。并為中國實(shí)現“碳峰”和“碳中和”目標提供重要支持。中石化目前的目標是系統布局整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈。在不久的將來(lái)，加汽油和加汽油一樣容易。中石化專(zhuān)注于實(shí)現氫、氣、油、電的綜合終端能源服務(wù)站。

除了氫化運輸外，氫能還有許多生態(tài)位應用。在煉鋼生產(chǎn)中，風(fēng)能無(wú)法取代排放全球8%污染物的煉焦煤，但利用“直接還原”過(guò)程，氫氣可以。瑞典Hybrit公司于2021年8月銷(xiāo)售了世界上第一個(gè)以這種方式生產(chǎn)的綠色鋼材。

另一個(gè)利基市場(chǎng)是商業(yè)運輸，特別是當駕駛超過(guò)電動(dòng)汽車(chē)的電池續航里程時(shí)。美國康明斯公司正在研究將氫燃料用于航空和航運的方法。法國阿爾斯通公司的目標是在未來(lái)的歐洲鐵路軌道上運行氫動(dòng)力列車(chē)。在日常生活中，有望將氫能與天然氣結合用于燒火和烹飪，實(shí)現大幅減少碳排放;中國北方每年要消耗數億噸散煤用于冬季供暖，造成大量的碳污染。如果可以直接使用氫能，或者可以使用一定比例的天然氣，碳排放將大大減少，或者直接實(shí)現零碳排放。

新型的電力系統,氫YaCangShi效果,由于風(fēng),光,能量是斷斷續續的,所以有一定的不穩定能量存儲,和最好的能源載體,氫可以改善,甚至是解決電力系統的不穩定能量?jì)Υ?減少電的高點(diǎn)和低點(diǎn)的時(shí)間差異,等等。