請想象一下。

一種新燃料，不僅能加熱制冷，還能以不同規模發電，乃至驅動各種發動機，并廣泛應用于家庭、工業和運輸等幾乎所有領域。

另外，盡管聽起來不太真實，這種燃料不會產生任何輻射、顆粒物、大氣污染物，且來源無處不在，地球的任何角落都儲備豐富。

因為它，世界不再有能源困擾，與之衍生出的貪婪、地緣沖突、戰爭，都將一去不返。

這樣的夢想能實現嗎？

1869年，在科幻鼻祖儒勒·凡爾納筆下，《海底兩萬里》中可怕的“鸚鵡螺號”潛艇用之不竭的燃料，便是氫氣。

也是從彼時開始，氫能源作為最友好、最清潔的終極能源，始終活在人類的幻想中。

2H2+O2=2H2O，這個化學方程式就像巴赫的二部創意曲，簡潔卻蘊含巨大的能量。當氫以游離氣體形式存在時，按重量計算的能量密度，讓任何化石燃料都自慚形穢。

時過境遷，150年后的今天，當氫能源再次立于能源變革的風口浪尖，能否從繪本中走出，成為真正的英雄？



至少，直到現在，氫仍是我們理想中最完美的燃料。

比如，某種程度上說，只有氫能源車，才是真正的新能源車。

以鋰電車為例，存在充能時間長、冬季續航衰減嚴重、受充電設施制約等等問題。更加之，所謂的電動汽車環保，無非是把城區的污染轉移到了郊區，電池污染是一個不能回避的問題。

氫能源則能很好解決這些短板：能量密度遠高于鋰電池、加氫過程只需3-5分鐘續航500km，循環壽命4000次以上，排放的只有凈水，沒有污染。

去年11月的上海進博會上，當豐田Mirai第二代氫燃料電池乘用車首次在中國亮相，最大續航里程達850km，不少車迷都開了眼界。

書中的情節，這一刻似乎走進了現實。

只是，與傳統鋰電池相比，氫燃料電池似乎擁有無與倫比的優勢。為何這么多年過去，仍沒有進入商業推廣階段？


上帝雖總以完美誘惑世人，但祂并未創造過完美的事物。

氫能源也一樣。

首要原因，當然是成本。

比如，在日本市場，Mirai的售價為723.6萬日元（約36萬元人民幣），另可獲得200萬日元的補貼，終端售價523.6萬日元，而Mirai本身并不是什么高級車型。

高昂的價格勸退了很多人。


實際上，地球是個氫元素嚴重匱乏的星球，遠低于整個宇宙75%的氫占比。

在我們這方世界，氫氣單質幾乎不存在，只有化合物，最常見的是水或碳氫化合物。而所謂的氫能源，即純度較高的氫氣，必須從化合物中分離、經過繁瑣的制取過程才能獲得。所以，在地球上，氫只能作為二次能源。

這便是第一個邏輯陷阱：所謂取之不盡用之不竭，但對其他燃料的依賴性太強。

由此可引申到第二個邏輯陷阱：氫能源是最清潔的能源，但其所依賴的上一級，卻不一定清潔。

目前制氫常見技術有三種，煤制氫，天然氣制氫，電解水制氫。按照生產來源劃分，分別叫“灰氫”、“藍氫”和“綠氫”。


如今，消耗的氫氣95%，來自兩種最常見的方法：煤炭和蒸汽甲烷（天然氣）氣化，重整生產。

前者耗能小，但制備1公斤氫氣會排放約10公斤二氧化碳。如果我們要大力發展氫能源，肯定不是朝這個方向。

后者相對環保一些，但每制取1公斤氫氣需耗電約11度。最關鍵的，碳捕集技術目前并沒有完全克服。

而如果用電解水制氫，每制取一公斤氫則要耗電約48度，能耗之高讓人不禁發出疑問，氫能產業真的有美好未來？


目前我國，雖然決心大力發展氫能源，但在現階段，因為富煤的能源結構，仍以煤炭制氫為主。


除了上游制氫難、貴，中游的運輸也是個大問題。

沒錯，除去核燃料，等質量氫的發熱值是所有燃料中最高的，約為煤炭的6倍，乙醇的4倍，汽油的3倍。

但作為質量最輕的元素，氫氣的密度太低。常溫下，氫氣的能量密度僅為天然氣的三分之一。所以，氫氣基本可以從任何容器中逸出，如何封裝、儲存，就成了老大難。最常見的方法有兩種。

一是低溫儲氫，當將氫氣放在-253攝氏度時，氣氫變身成功，成為液氫。除了降溫，要維持儲氫罐體內的溫度，這樣就需要巨大能耗，也就是說相當于用直升飛機運輸一筐廉價水果，根本得不償失。

二種儲氫方式是高壓氣態儲氫，目前其質量儲氫密度大約為4.0～5.7%。從技術成熟方面來看，高壓氣態儲氫最成熟、成本最低，也是現階段主要應用的儲氫技術，基本能與傳統加油方式相媲美。盡管這種儲氫方式比較穩妥，但是對于更高的車載儲氫要求如儲氫量、安全性等問題，尚未有合適的解決方案。

目前國內在儲氫瓶布局的企業并不多，畢竟技術難、成本高就算了，更關鍵的是在上下游都難有話語權，屬于典型的臟活累活。

此外，目前在氫燃料電池的生產中還有一個很大的資源限制：鉑。

當然，也不僅是氫燃料電池，其他燃料電池的催化劑也用鉑。

鉑礦在全世界的分布卻極不均衡，南非占世界鉑的總儲量的90%，產量也是遙遙領先。中國的鉑資源只占0.58%，也就是說，我們想大規模發展氫燃料電池，就需要大量進口金屬鉑。

作者：萬連山 來源：格隆匯 責任編輯：jianping