使用氢能到底有哪些技术瓶颈

我们看看氢能到底是怎么一回事。

当能源碳跟氧反应，比如说当空气和汽油、柴油等燃料一混合，遇到火花就会发爆

炸，这样的爆炸在气缸内进行，会产生高温高压的燃气，推动活塞做功，内燃机就是这

样来的，它所产生能量大概效率是是百分之三十几这个样子，还有百分之六十几就损失

掉了。

碳是自然界里就有的，我们是能够挖出碳来的，但是它产生温室气体一一二氧化碳。

所以大家可以看到，自然界它还是很平衡、很公平的，有的东西一定会相应产生不好的

东西出来。

氢很好，跟氧一反应就能生成水，但是问题就是在自然界当中，氢是不存在

的。氢可以用于燃料电池，而且它的运行效率很高，可以达到60乐但是自然界

当中没有氢气。我们从没听说有人可以在什么地方挖到一个氢气矿出来。所以，

虽然氢能的利用会产生水，没有污染，但是氢这个原料在自然界是没有的。

为什么人们会想到利用氢呢？

大家可以看到，从我们人类的能源发展来讲，最早是木材，木材基木上就是碳，也

含有一点点氢；后面是煤炭，燥炭里面大概是两分碳一分氢；再到后面发展到石油，石

油大概是两分氢一分碳；再后面就是天然气，天然气是四分氢一分碳。从这个发展过程

看下来，基本上人类的能源发展是逐步向氢碳比高的方向迈进的。

氢气在自然界当中是没有的，但是水通过电解可以产生氢气，而且它可以跟可再生

能源连在一起。有这些条件以后，大家就认为氢可能是未来非常重要的一个能源。未来，

氢能在我们的能源体系当中可能会起到什么样的作用？现在的能源体系是怎么做的呢？

化石能源，我们可以把它变成液体材料，像油这样的东西，最后到终端用户。还有一个

很重要的事儿，就是化石能源可以发电，变成电能以后到终端用户。但我想未来再怎么

变，电总不会少，核能也好，光也好，风也好，电是不能少的。

但是电力能不能开飞机呢？现在还没有这样的飞机。假如说未来有了氢燃料电池可

以开飞机、开船，就类似于跟油差不多一样的道理了C所以在未来能源体系当中，氢就

有可能替代现在液体燃料的角色。要把氢能这一块做起来，会有个很长的产业链。

首先自然界是没有氢气的，你要制备出氢气出来，接下来储存、转换、应用。所以

大家可以看到，整个一个产业链有好多作研究的人在做这么•件事。比如制备过程，制

氢的方法很多，通过化石能源、水电解、化工原料•、工业尾气等。全世界一年大概用

5000亿立方米的氢气，非常遗憾的是在这个制氢结构当中，4%是从可再生能源来的，96%

是化石能源来的。使用化石能源就要排放一氧化碳.所以，要想发展氢能经济燃料电池.

就一定要跟可再生能源连起来。

未来可以从可再生能源发展，用光、风、核能把水电解变成氢，只有在这个时候，

整个氢能才能够被利用起来。所以我要套用一句广告词，自然界当中实际上是没有氢的,

没有氢能的，氢能实际上就是可再生能源的搬运工，把可再生能源从这里搬到那里而已。

那么氢能利用我们到底有什么卡脖子的事情？搞了这么长时间，为什么就没有搞起

来呢？这个问题到底在哪里呢？

石化原料制氢

煤、焦炭气化制为

石油、天然气制氧、1

新型制包法/化工原料制班

甲辟裂鹘制氢

生物质制氯o

光化学制M1\5/N氨分解制氢

热化学制氢/

富剧制I氢方漾

水电翳制氨工业国气制京

利誓劈誓樱但石油填厂尾气丽

利用台电1制氢f\4/\1-3//氯微盐化工制氢

、/>•合成氨是气制氧

一是制造技术

怎么把燃料电池制造得非常之可靠。氢跟氧在这个燃料电池上面它是不反应的，它

一定要有催化剂。催化剂是什么呢？贵金属催化剂，用伯、把、钉这样的东西。这个贵

金属呢，它是吸附氢或者吸附氧，解离以后呢，氢氧才在表面反应，反应以后再电子传

递才会发电。所以大概算了算，现在最好的就是这样一个技术，依靠现在的条件，一部

车子大概需要50克左右的伯。你们现在谁有一个白金的项链或者一个戒指，50克重也

不这么容易吧？搞一个车子就要50克。出点钱倒没什么问题，比如现在有钱的,50克

能有多少钱呢？50克，我估计可能几万块钱，可能也能拿下来吧？是不是？也不一定算

什么，但是这些贵金属自然界中没有这么多量，所以就有问题。所以就出来一个什么研

究呢？非贵金属催化剂做燃料电池。

燃料电池的耐久性问题，已经获得了比较好的突破。原来为什么有这个问题呢？就

是燃料电池在实验室做，做3000小时5000小时，一点问题没有，但是一放到车上去开，

一两千小时就不行了。为什么就不行了呢？燃料电池它是要吸空气的，不是吗？空气里

面有粒子，粒子里面就有金属，贵金属，还有硫。这种东西一吸进去以后，燃料电池的

催化剂，它就慢慢就中毒了。就因为这些东西，膜也就堵塞起来了，催化剂就中毒了。

本来在实验室搞得好好的，到这个地方就不行了。

二是储氢

这个氢大家知道，实验室也有储氢的钢瓶。氢是很轻的，是不是？你要把这个氢带

到车上去，你可不能弄太大的东西，你一定要把它弄得很小。现在有三个办法，把它弄

得很小。

一个办法是压缩氢，就把氢压在钢瓶里。我们现在不是用钢瓶吗？但我们实验室的

钢瓶大概是130个大气压、150个大气压，在实验室里很少有超过200个大气压的。据

说车子上中国现在已经在搞标准，在搞350个大气压，日本人是搞多少呢？700个大气

压。大家可以看到，700个大气压同300个大气压就差一倍多一点，同这个150个大气

压相比就差5倍，是不是？也就说，150大气压的钢瓶，储存的氢在车上可以跑100公

里，假如700个大气压，同样的钢瓶储存的氢可以跑差不多500公里。所以储氢相对比

较好的还是氢瓶，现在基本上世界范围之内都是这么干。

第二个事情是什么呢？就把氢冷却下来，变成液氢。冷却卜.来到这个地方呢，再把

它释放这个出来。这个氢密度是很高的，但是安全性差，而且它要耗很多能量，把它冷

却下来。而且在行驶过程当中，还得防止瓶子漏气了，一漏气以后热量就进去了，接着

就放出来，可能就得爆炸了。假如说这个压力太高了，它不就爆炸了吗？所以安全性这

地方还有问题。

第三个事情，这都是我们化学搞的，材料储氢。各式各样的储氢材料，高分子的也

有，金属的也有，用纳米碳管的也有，什么东西都有C但非常遗憾，迄今为止重量百分

比都没有达到6机也就说，100公斤的储氢材料，都储不了6公斤的氢，储氢的效率是

太低了！假如有一天，储氢能达到10%这个样子就好了。因为它压力也不高，是吧？就

储在这个里面。所以，燃料电池要做起来以后，储氢的这个事情还得要考虑，你不考虑

你是没办法走下去的。

日本人最近氢能推广得很厉害,大家可能也都知道,R本人已经做到什么程度呢？

到2040年它要普及，2020年就有4万台。大家可以看到，日本人是用700大气压储氢

的，大概储氢的重量比是7.5%。那么也就是说，这里面如果用个大的瓶子，它可以走得

很远。那么它的行驶里程，据说到2040年的时候，可以跑1000公里。大家想一想，假

如加一次气跑1000公里，倒也是蛮好的，是吧？

我们中国从奥运会尸始就有燃料电池车的示范，从上海的那个世博会开始，一直在

作这样一个示范，包括现在还在作这个示范，一直在做，做得也是蛮好的。但是还是有

很多问题，特别是制氢。大家知道，张家口我们2022年是要搞冬奥会的，冬奥会里面

就希望能够推氢能燃料电池这样一个事儿，所以最近他们就在搞一个项目，就是用这个

风同太阳能产生电，电解水制氢，制氢以后就运行在燃料电池车子。这件事情假如做成

了以后，我认为意义还是很大的，经济上可能马上起不到作用，到不了经济实用这样的

程度，但最起码为未来作了个示范。

所以中国也有个目标，到2035年，中国希望一公斤的氢能够降到25块钱。一公斤

氢大概就是11立方米左右，现在跑得好的车子，据说一公斤氢可以跑1