氫能是公認(rèn)的清潔能源，作為低碳和零碳能源正在脫穎而出,。近年來,，我國和美國、日本、加拿大,、歐盟等都制定了氫能發(fā)展規(guī)劃,，并且目前我國已在氫能領(lǐng)域取得了多方面的進(jìn)展，在不久的將來有望成為氫能技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)先的國家之一,，也被國際公認(rèn)為最有可能率先實(shí)現(xiàn)氫燃料電池和氫能汽車產(chǎn)業(yè)化的國家,。

大規(guī)模利用將在10年后

據(jù)美國氫氣協(xié)會(huì)分析，2007年全球年生產(chǎn)氫氣超過5000萬噸,，氫燃料汽車正在加快推向商業(yè)化,。但由于目前制氫成本大約為汽油成本的2~4倍，且氫氣的大量生產(chǎn)需要能源和基礎(chǔ)設(shè)施,，成為主導(dǎo)燃料仍存在許多問題,，因此專家普遍認(rèn)為，氫能的大量利用將在10多年后,。未來隨著制氫規(guī)模的擴(kuò)大,，預(yù)計(jì)在2015~2020年期間，制氫成本將與汽油成本相當(dāng),，這將主要取決于燃料電池汽車的推廣和使用,。如果投入批量化生產(chǎn)，預(yù)計(jì)到2015年燃料電池汽車的生產(chǎn)成本將僅比傳統(tǒng)汽車高20％,。

世界各國都在加快涉足氫能開發(fā)和利用,。國外氫能的發(fā)展不再單純停留在技術(shù)領(lǐng)域上，已產(chǎn)生了“氫能經(jīng)濟(jì)”新經(jīng)濟(jì)模式的理念,。如美國對(duì)氫能技術(shù)非常重視,，雖然目前仍處于示范階段，但其氫能的技術(shù)條件已經(jīng)成熟,。有專家預(yù)測(cè),，美國燃料電池汽車、氫能生產(chǎn)和加氫基礎(chǔ)設(shè)施的商業(yè)化可望在2015年之前實(shí)現(xiàn),。按照美國氫能技術(shù)路線圖,，到2040年美國將走進(jìn)“氫能經(jīng)濟(jì)”時(shí)代。在這一階段氫能將最終取代石化能源成為市場(chǎng)上最廣泛使用的終端能源,。

中國與領(lǐng)跑者齊頭并進(jìn)

中國的中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略也把氫能列為重點(diǎn)之一,，有關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)表現(xiàn)出了極大的熱情。目前我國已在制氫技術(shù),、儲(chǔ)氫材料和氫能利用等方面進(jìn)行了開創(chuàng)性的工作,，擁有一批氫能領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其中有些研究工作已達(dá)到國際先進(jìn)水平,。

目前國內(nèi)已有數(shù)十家院校和科研單位在氫能領(lǐng)域研發(fā)新技術(shù),，數(shù)百家企業(yè)參與配套或生產(chǎn)。經(jīng)過多年攻關(guān),，我國已在氫能領(lǐng)域取得諸多成果,，特別是通過實(shí)施“863”計(jì)劃，我國自主開發(fā)了大功率氫燃料電池,，開始用于車用發(fā)動(dòng)機(jī)和移動(dòng)發(fā)電站,。2006年10月，由江蘇鎮(zhèn)江江奎科技有限公司,、清華大學(xué),、奇瑞汽車三方自主研發(fā)的“示范性氫燃料轎車研制項(xiàng)目”通過國家級(jí)專家組評(píng)審，標(biāo)志著我國第一臺(tái)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的以氫燃料為動(dòng)力的汽車研制成功,，我國氫動(dòng)力技術(shù)已達(dá)國際同步領(lǐng)先水平,。

上海作為我國氫能產(chǎn)業(yè)最領(lǐng)先的地區(qū)，2007年11月建成中國第一個(gè)汽車氫氣充裝站,，并計(jì)劃2009年形成千輛級(jí)氫能汽車的生產(chǎn)能力,，2011-2012年則可望達(dá)到萬輛級(jí)產(chǎn)能，并加快氫能汽車的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),，初步建成加氫站網(wǎng)絡(luò),。同時(shí)，我國氫燃料電池汽車國家標(biāo)準(zhǔn)編制也在上海啟動(dòng),，可望于今年內(nèi)完成,。

目前，我國要大規(guī)模推廣氫能利用仍需要解決氫源問題,。我國南部和西南地區(qū)勢(shì)能差大,，水資源豐富，水電發(fā)達(dá),，在豐水期可用大量剩余電力通過電解水制取氫,。氫還可以從石油、天然氣和煤等化石燃料中制取,，以及從甲醇,、烴類等通用燃料中轉(zhuǎn)化而得。此外生物質(zhì)能也可成為氫的重要來源,，如細(xì)菌制氫,、發(fā)酵制氫及沼氣回收制氫等，傳統(tǒng)的工業(yè)礦物如硼氫化鈉等及工業(yè)副產(chǎn)氫也是獲取氫的有效途徑,。

制氫工藝技術(shù)路線多樣

傳統(tǒng)制氫法主要分為礦物燃料制氫和電解水制氫,。目前，一些新的制氫方法開始受到人們的關(guān)注,，如生物制氫,、太陽能制氫和核能制氫等,。國內(nèi)制氫工藝主要有電解水制氫和以煤、石油腦,、煉廠氣,、焦?fàn)t氣、天然氣為原料在高溫下進(jìn)行蒸汽轉(zhuǎn)化制氫,。一些合成氨裝置,、甲醇裝置將含氫尾氣等氣體利用變壓吸附技術(shù)也能回收少量的氫氣。

許多專家結(jié)合我國資源特點(diǎn)與現(xiàn)實(shí)情況提出了氫的制取方案：中短期內(nèi)應(yīng)利用現(xiàn)有的石油和化工制氫能力,，發(fā)展天然氣與氫氣混合的富氫技術(shù),，研究潔凈煤和可再生能源制氫技術(shù)；中長期內(nèi)應(yīng)使?jié)崈裘褐茪浼夹g(shù)和可再生能源制氫技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,，同時(shí)應(yīng)加快基礎(chǔ)設(shè)施和示范項(xiàng)目建設(shè),。為迎接“氫經(jīng)濟(jì)時(shí)代”的到來，需要提前發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施,，包括建設(shè)氫能管道網(wǎng),、儲(chǔ)存設(shè)施、加氫站等,。

基于我國是世界第一大焦炭生產(chǎn)國且焦?fàn)t氣浪費(fèi)嚴(yán)重的事實(shí),，有專家提出，用焦?fàn)t氣制氫有可能成為我國開發(fā)氫能源的新途徑,。焦?fàn)t氣原始含氫量就高達(dá)55％,，可單憑變壓吸附法就能將其高效分離出來，制氫成本低,，只相當(dāng)于電解水制氫成本的1／4-1／3,；焦?fàn)t氣所含的大量碳?xì)浠衔镆部蓱?yīng)用重整技術(shù)轉(zhuǎn)化為氫氣。目前,，利用焦?fàn)t氣制氫已引起業(yè)界的很大興趣,。可以預(yù)見,，在即將到來的清潔能源時(shí)代,，焦?fàn)t氣有望成為我國未來重要的氫氣供應(yīng)源。