技术发展将促进我国氢能大规模利用

　　氢能是公认的清洁能源，作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。近年来，我国和美国、日本、加拿大、欧盟等都制定了氢能发展规划，并且目前我国已在氢能领域取得了多方面的进展，在不久的将来有望成为氢能技术和应用领先的国家之一，也被国际公认为最有可能率先实现氢燃料电池和氢能汽车产业化的国家。

　　大规模利用将在10年后

　　据美国氢气协会分析，2007年全球年生产氢气超过5000万吨，氢燃料汽车正在加快推向商业化。但由于目前制氢成本大约为汽油成本的2~4倍，且氢气的大量生产需要能源和基础设施，成为主导燃料仍存在许多问题，因此专家普遍认为，氢能的大量利用将在10多年后。未来随着制氢规模的扩大，预计在2015~2020年期间，制氢成本将与汽油成本相当，这将主要取决于燃料电池汽车的推广和使用。如果投入批量化生产，预计到2015年燃料电池汽车的生产成本将仅比传统汽车高20％。

　　世界各国都在加快涉足氢能开发和利用。国外氢能的发展不再单纯停留在技术领域上，已产生了“氢能经济”新经济模式的理念。如美国对氢能技术非常重视，虽然目前仍处于示范阶段，但其氢能的技术条件已经成熟。有专家预测，美国燃料电池汽车、氢能生产和加氢基础设施的商业化可望在2015年之前实现。按照美国氢能技术路线图，到2040年美国将走进“氢能经济”时代。在这一阶段氢能将最终取代石化能源成为市场上最广泛使用的终端能源。

　　中国与领跑者齐头并进

　　中国的中长期科学和技术发展规划战略也把氢能列为重点之一，有关科研机构和企业表现出了极大的热情。目前我国已在制氢技术、储氢材料和氢能利用等方面进行了开创性的工作，拥有一批氢能领域的知识产权，其中有些研究工作已达到国际先进水平。

　　目前国内已有数十家院校和科研单位在氢能领域研发新技术，数百家企业参与配套或生产。经过多年攻关，我国已在氢能领域取得诸多成果，特别是通过实施“863”计划，我国自主开发了大功率氢燃料电池，开始用于车用发动机和移动发电站。2006年10月，由江苏镇江江奎科技有限公司、清华大学、奇瑞汽车三方自主研发的“示范性氢燃料轿车研制项目”通过国家级专家组评审，标志着我国第一台具有完全自主知识产权的以氢燃料为动力的汽车研制成功，我国氢动力技术已达国际同步领先水平。

　　上海作为我国氢能产业最领先的地区，2007年11月建成中国第一个汽车氢气充装站，并计划2009年形成千辆级氢能汽车的生产能力，2011-2012年则可望达到万辆级产能，并加快氢能汽车的基础设施建设，初步建成加氢站网络。同时，我国氢燃料电池汽车国家标准编制也在上海启动，可望于2008年内完成。

　　目前，我国要大规模推广氢能利用仍需要解决氢源问题。我国南部和西南地区势能差大，水资源丰富，水电发达，在丰水期可用大量剩余电力通过电解水制取氢。氢还可以从石油、天然气和煤等化石燃料中制取，以及从甲醇、烃类等通用燃料中转化而得。此外生物质能也可成为氢的重要来源，如细菌制氢、发酵制氢及沼气回收制氢等，传统的工业矿物如硼氢化钠等及工业副产氢也是获取氢的有效途径。

　　制氢工艺技术路线多样

　　传统制氢法主要分为矿物燃料制氢和电解水制氢。目前，一些新的制氢方法开始受到人们的关注，如生物制氢、太阳能制氢和核能制氢等。国内制氢工艺主要有电解水制氢和以煤、石油脑、炼厂气、焦炉气、天然气为原料在高温下进行蒸汽转化制氢。一些合成氨装置、甲醇装置将含氢尾气等气体利用变压吸附技术也能回收少量的氢气。

　　许多专家结合我国资源特点与现实情况提出了氢的制取方案：中短期内应利用现有的石油和化工制氢能力，发展天然气与氢气混合的富氢技术，研究洁净煤和可再生能源制氢技术；中长期内应使洁净煤制氢技术和可再生能源制氢技术实现产业化，同时应加快基础设施和示范项目建设。为迎接“氢经济时代”的到来，需要提前发展基础设施，包括建设氢能管道网、储存设施、加氢站等。

　　基于我国是世界第一大焦炭生产国且焦炉气浪费严重的事实，有专家提出，用焦炉气制氢有可能成为我国开发氢能源的新途径。焦炉气原始含氢量就高达55％，可单凭变压吸附法就能将其高效分离出来，制氢成本低，只相当于电解水制氢成本的1／4-1／3；焦炉气所含的大量碳氢化合物也可应用重整技术转化为氢气。目前，利用焦炉气制氢已引起业界的很大兴趣。可以预见，在即将到来的清洁能源时代，焦炉气有望成为我国未来重要的氢气供应源。