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氢能会是能源的未来吗？

百家作者：OFweek 2018-12-29 09:32:31

燃料电池最初由威尔士科学家威廉罗伯特格罗夫爵士发明于1839年，但在当时并没能产出足够的电力证明该项发明的可用性。

此后的179年中，燃料电池技术一直致力于被主流社会接受，而越来越多的研究也显示燃料电池和其他基于氢的能源技术，将成为持续推动脱碳和减少污染的重要手段。

近年来，随着政府和企业们减排力度的不断加大，太阳能电池板、风力发电和电池电动汽车等技术已成为社会生活中持续增长的部分，但它们均有其局限性。

对于商用电动车辆而言，锂离子电池是最常见的能源。但近期的调查显示，全球大多数汽车业高管都认为，到2025年，燃料电池电动汽车的崛起将成为汽车行业的最大趋势。能源传输委员会的一份报告也认为，燃料电池等氢能技术可以发挥作用。

由于对化肥、采矿等重污染行业脱碳具有“重要”影响，本世纪中叶，全球氢需求增加了11倍。本月，英国上市燃料电池集团Ceres Power（CWR）宣布接收中国能源集团潍柴动力对其追加的投资，而这仅是在世界崛起的超级大国对氢能行业加大筹码的一瞥。

但这看起来却像是氢技术层面的虚假繁荣，数据显示，加拿大燃料电池公司Ballard Power的股价在2000年曾超过100美元，但现在低于3美元。究竟是什么推动资本对氢能产生了新兴趣？这一行业是否真的值得投资？

氢燃料电池如何工作？

燃料电池通过吸收氧气和氢体，通过电化学反应将二者结合在一起，在不进行燃烧和释放污染的情况下。

大量不同类型的燃料电池各具优点，如Ceres Power生产的燃料柔性电池可使用天然气、沼气、氢气或其他燃料。AFC Energy（AFC）制造的碱性燃料电池使用成本较低的元件，并满足在较低温度下运行的需求。

事实上氢燃料电池具有良好的经济性，如英国ITM Power（ITM）制造的电解槽，将水分解为氧气和氢气，使其能够为燃料电池车辆提供加氢站。当然，它还可以将多余的电能转化为氢气和甲烷，并储存在现有的天然气网络中。

部分优于电池的性能

由于电动汽车的续航要求和可再生能源的间歇性特点，燃料电池蓄电成为解决上述两个紧迫问题的关键部分。

对电动车来说，一款便宜、有效、可保持电荷且重量较轻的储能产品具有重要意义。即使当前基于锂离子的储能产品已在广受市场欢迎的电动汽车中使用，但在能量密度层面，消费者提出了更多的需求，尤其是重型和长距离行驶车辆。而燃料电池产品可以很好的解决这一问题。

同样，对许多最有效的可再生能源形式，如太阳能和风能均有间歇性特征，当没有太阳照射或无风的时刻，这些清洁一次能源所产生的电量将减少。因此，燃料电池安全、高效的储存性能在这一领域也有望受到欢迎。

此外，燃料电池不需要再充电，可以加注氢气，其方式与传统汽车使用汽油的概念大致相同。但更重要的是，它们不会面临重量限制，因此燃料电池和氢能源可能更适合需要更长距离行驶，重量更重或加油更快的车辆，如卡车、公共汽车甚至是诸如Ubers等使用的车型。

基础设施需求

当前氢经济发展的主要障碍是缺乏基础设施，尤其是加氢站方面。国际氢能委员会的一份报告称，过去的18个月中，全球加氢站规模已经翻了两番，预计从现在到2030年，建立氢经济网络所需成本约2800亿美元，其中800亿美元将用于储存、运输和分配氢气的基础设施。

但是，全球各国的发展势头已经开启。ITM Power和荷兰皇家壳牌公司（RDSB）于2017年初在M25的服务站开设了英国第一个前庭加氢站；来自中国的企业大量投资了Ceres、Ballard及Hydrogenics等公司，在英国，燃料电池公共汽车已经展开成熟的示范运营，并计划在短时间内开通国内第一列氢气列车。

除了运输领域，氢技术还将在供热脱碳方面发挥重要作用。目前，英国约40％的温室气体排放来自供暖，大规模的季节性需求变化成为电加热供暖的主要障碍。氢气理事会在其报告中表示，基于氢的解决方案可以将现有天然气基础设施纳入储存，帮助政府在无需安装新设备或改变加热模式的情况下，实现加热系统脱碳。

投资是否安全？

尽管支持氢气发展的驱动力很强，吸引了一些投资者的感兴趣，但相关行业人事指出，当前产业所涉及的公司仍处于早期阶段，“存在执行风险”。

也有分析人士认为，虽然燃料电池看起来不太可能取代电动汽车作为电动汽车的主导技术，但它仍然有许多潜在且具有吸引力的应用，如长途货运、船舶和在数据中心等。

与此同时，上述人士认为过去燃料电池公司面临的竞争和淘汰问题可能是一件好事，将为现有竞争对手扫清领域，使市场上存留下来的公司能够更清晰地明确运行方向和路线。

但不可否认的是，当前氢在大多数潜在应用中不具有商业竞争力，除非成本降低，实现大规模部署，否则这种情况可能在一定时间段内持续下去。继续采用孤立、零碎的示范项目实现增量的方式，将可能导致氢气永远成为“未来”的选择。

要克服氢需求和基础设施之间的“鸡与蛋”障碍，不仅供需双方都要面临一系列政策杠杆调整，同时需要大量发展资金，因此预计这项矛盾的解决需要由政府领导，并采取高度协调的方式来实现。

如果不在近期就采取行动部署氢气，长期以来面临的氢基础设施和成本挑战将很难得到有效解决，以至于氢可能无法在2050年脱碳中发挥重要作用。