为什么氢能吸引注意力

近年来，世界各国正以前所未有的速度推进氢能产业的发展。根据国际氢能委员会和麦肯锡联合发布的报告，30多个国家和地区发布了氢能发展路线图。到2030年，全球氢能项目投资将达到3000亿美元。

氢能是氢在物理化学变化过程中释放的能量。氢气和氧气可以通过燃烧产生热能，也可以通过燃料电池转化为电能。氢气不仅来源广泛，还具有导热性好、清洁无毒、单位质量热量高的优点。同等质量下的热含量约为汽油的3倍，是石油化工的重要原料，也是航天火箭的动力燃料。随着应对气候变化和实现碳中和的呼声越来越高，氢能有望改变人类的能源系统。

氢能之所以受到青睐，不仅是因为其释放过程中的零碳排放，还因为氢可以作为储能载体，弥补可再生能源的挥发性和间歇性等缺点，促进后者的大规模发展。例如，德国政府正在推广的“电转气”技术通过生产氢气来储存不能及时使用的清洁电力，如风力和太阳能，并将氢气运输以供进一步有效使用。除了气体，氢气还可以以液态或固态氢化物的形式出现，有多种储存和运输方式。氢气作为一种不可多得的“偶联剂”能源，不仅可以实现电与氢的灵活转换，还可以搭建一座“桥梁”，实现电、热、冷甚至固体、气体、液体燃料的互联互通，构建更清洁、更高效的能源体系。

各种形式的氢能有不同的应用场景。到2020年底，全球氢燃料电池汽车的数量比前一年增加了38%。氢能的大规模应用正从汽车逐渐扩展到交通、建筑、工业等其他领域。氢能用于轨道交通和船舶时，可以减少长距离、高负荷运输对传统油气燃料的依赖。例如，去年年初，日本丰田公司开发并交付了第一批用于近海船舶的氢燃料电池系统。氢气用于分布式发电，可以为家庭住宅和商业建筑提供电力和热量。氢气还可以直接为石化、钢铁、冶金等化工行业提供高效原料、还原剂和优质热源，有效降低碳排放。

但是氢气作为二次能源的一种，不容易得到。氢在地球上主要以化合物的形式存在于水和化石燃料中。大多数现有的制氢技术依赖化石能源，无法避免碳排放。目前，可再生能源制氢技术逐渐成熟，利用可再生能源发电、电解水可以生产零碳排放的氢气。科学家们仍在探索新的制氢技术，如太阳能光解水和生物质。清华大学核能与新能源技术研究所开发的核制氢技术预计10年后开始示范。此外，氢能产业链还包括储运、灌装、应用等环节，都面临着技术挑战和成本约束。以储运为例，氢气密度低，常温常压下容易泄漏。长期与钢接触会导致后者因氢脆而受损。它比煤、石油和天然气更难储存和运输。

目前，许多国家对新能源氢能各方面的研究正在如火如荼地进行，技术难点正在克服。随着氢能生产、储存和运输基础设施的不断扩大，氢能成本也有很大的下降空间。研究表明，预计到2030年，氢能产业链的整体成本将下降一半。我们预计氢能社会将加速发展。