氢能是否还有未来?是技术瓶颈还是“彻底失败”

小小白你好说车 2024-02-29 11:36:22

氢能作为一种几乎零排放、易于运输和储存,且具有高燃烧热值的二次能源,在过去的几十年中一直被视为能源技术革命中最具发展潜力的前沿方向。从氢能到氢储存,再到氢气发电,它们曾经引起了全球能源部门、大型能源公司以及汽车业巨头的广泛关注。2015年,国际能源署更是预测,继太阳能和锂电池之后,21世纪的下一个十年将属于氢能革命。然而,到了2024年,尽管30多个国家已经推出了氢能相关的计划,但我们却看到了氢能产业支持力度和宣传口径的减弱。

在过去的十年中,我们见证了氢能从万众瞩目的明星,逐渐转变为市场上的边缘角色。在美国,自2012年以来,政府已大幅削减对氢能氢燃料电池的研发经费。同样,欧盟和其他许多国家的资金支持也不再如从前那般慷慨。即便是日本这样一度全力支持氢能的国家,近年来也未见显著增加对氢能的投资。

那么,曾经备受赞誉和期待的氢能为何在近年来似乎失去了光环?在“双碳”背景下,氢能作为一种清洁、高效、来源广泛的二次能源,理应是人类改善环境、逐渐摆脱化石能源的有效路径。为什么氢能产业链在这几十年来一直未能大规模发展起来?是技术的瓶颈、政策原因,还是缺乏国家战略重视?

在上个周末,我有时间深入思考和分析这个颇具挑战性的话题。首先,我想稍微纠正大家对氢能的一个普遍误解。许多人提及氢能时,往往直接将其等同于氢能源汽车。然而,氢能产业其实远比我们想象的要复杂。它包括制氢、储氢、运氢、加氢和用氢等五大环节,涉及高性能材料、基础物理化学、管道工程、加氢站设计、终端应用等多个领域。

我们以制氢为例,即使不进行详细分类,也可以分为化学燃料制氢、工业副产氢和可再生制氢等几大类。其中又包括天然气制氢、石油制氢、氨分解制氢、电解水制氢等多种路径。国际上通常会根据制氢工艺产生的碳排放程度,将其分为灰氢、蓝氢和绿氢。例如,通过化石燃料直接制取的氢气被称为“灰氢”,而采用可再生能源电解过程所制备的氢气,则被称为“绿氢”。

那么,为何氢能产业链这么多年来一直未能如预期般大规模发展?我认为,根本原因在于成本与规模效应。例如,尽管“灰氢”是目前制氢成本最低、效率最高的方式,但它并不能实现减碳的目标,反而可能导致大量污染物排放到空气中。此外,诸如工业副产氢、核能制氢和风能储氢等其他形式,虽有其优势,但也存在纯度、产能、成本和环保等方面的挑战。

现在的问题是,我们是否应该像美国那样逐步减少在氢能方向上的投入和研发?我不这么认为。相反,我认为中国目前的能源结构特点特别适合未来在氢能产业上的投入和发展。例如,氢能非常适合大型、有规模效应的绿色产业,如“太阳能-电能-氢能”系统,既能解决光伏发电的间歇性问题,又能发挥氢能脱碳方面的优势。

随着技术的进步,氢能液化技术、储存解决方案等方面也在不断取得突破。这些进展显示,氢能的道路并未走到尽头,未来可能再次引发产业的二次革命。我们不能因为氢能目前遇到的困难就停止研发,而应积极抓住下一个发展的机遇。

尽管氢能目前面临许多挑战和限制,但我依然看好其作为一种清洁、高效、灵活的二次能源的巨大发展潜力。随着研发的深入和科技树的逐步展开,制氢成本和大规模经济性的问题将逐步得到解决,氢能产业链和技术链将在不远的未来成熟和广泛应用。从氢能飞机到氢能轮船,甚至氢能家用汽车,都有望在不久的将来进入我们的日常生活。氢能的未来,无疑充满了无限的可能。

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