氫氣提取技術有重大突破，大規模推廣，廉價氫能源將取代化石能源

原始能源-火

人類從50萬到100萬年前就開始使用天然火，並在1.2萬年前通過鑽探木材生火創造了第一次能源技術革命。蒸汽機是在公元一世紀發明的，電是由富蘭克林在1732年發明的。到目前為止，人類為了自身安全沒有停止了對能源的探索。特別是在過去的500年裡，人類開發了滿足能源需求的新途徑，如水電、火電、核電、風電、光伏發電等。如下圖所示：

人類能源供應示意圖

燃料能源中最清潔的能源

電能在使用中是清潔的，而且環保成本隨著發電過程的不同而不同。火電需要燃燒化石能源，利用化石能源時要排放汙染氣體和廢渣。成熟的核電需要核燃料，核燃料是一種資源短缺的資源，在發電過程中會產生核廢料，短時間處理核廢料一直沒有解決，據說需要100年才能完全消除對環境的影響。水電沒有汙染，資源有限，不可能無限期開發，水電開發可能對環境和生態造成破壞。風力發電屬於有限利用的有條件發電。光伏發電可能是目前清潔無限制的電力發展模式，因為哪裡有陽光，哪裡就有電！

在燃料能源中，有機物燃燒會產生二氧化碳等有毒汙染氣體，對環境不友好，資源有限。氫燃料不同，如果有水，水電解會產生氫氣，氫氣燃燒會產生水。水與我們的日常生活密不可分，不會產生汙染。氫能是燃料能源中的一種最清潔能源，受到人們的重視和利用。氫氣是一種二次能源，被認為是21世紀潛在的清潔能源。它的來源多種多樣，在終端可以實現零排放，而且環境友好；它的用途廣泛，除了發電和取暖之外，是一種理想的交通替代能源。

氫能

氫能源發展的最大瓶頸

氫能利用的產業鏈很長，包括制氫、儲氫、運輸和加氫。

水在自然界中富含氫，海洋是水的寶庫。電解水產生的氫氣會造成汙染。根據能量守恆定律，水電解制氫所需的能量等於燃燒氫氣所需的能量。催化劑的使用可以降低電解氫所需的能量，大大降低電解氫的成本。氫能的利用是有價值的，低成本制氫是重要的。2020年8月15日，在中國科協第二十二屆年會閉幕式上，中國科協發布了《對科學發展具有指導作用的十大科學問題》和《對技術和產業起關鍵作用的十大工程問題》如何實現可再生能源電解水制氫規模化、低能耗、高穩定性的統一，被列為十大工程之一。

據中國科協學術部主任劉興平介紹，2020年共收集103個全國性協會、協會協會和企業科技協會提交的問題490份。18800多名院士、專家和一線科技工作者參加了此次活動。問題的最終選擇表明，重大科學問題和重大問題是社會發展中需要解決的實際問題。

由此可以證明，氫能發展的最大瓶頸是制氫成本。

氫能充裝站

如何低成本生產氫氣

氫能產業鏈的上遊是制氫，主要技術手段有化石能源制氫、副產品制氫、可再生能源制氫、電解水制氫、光解水制氫等；中遊是儲氫和制氫運輸環節，主要技術手段有低溫液體、高壓氣體和金屬氫化物儲氫；下遊是氫的應用，可以滲透到傳統能源的各個領域，包括運輸、工業燃料、發電、供熱等，主要技術有直接燃燒技術和燃料電池技術。

在我國，山東在制氫、儲氫運輸、裝備製造、氫能推廣應用等方面做出了巨大努力。相關部署包括優先發展工業副產氫技術路線；有序發展可再生能源制氫；發展高壓氣態氫儲存、低溫液氫和長管拖車運輸，合理配套加氫建設和布局站場；協調發展制氫、儲氫、加氫設備等配套產業；優先在物流運輸、城市公交、特種車輛等領域取得突破；促進氫能在發電中的應用。

國外，加拿大科學家成功突破了一種廉價的氫氣提取技術，可以大規模地從天然瀝青和油田中獲取氫氣。這不亞於世界人類能源格局的重大發明。氫氣的大規模廉價開採將促進世界氫動力汽車的大規模生產和應用。一些來自加拿大的科學家已經開發出一套從天然瀝青中提取氫氣的廉價技術。據測算，每公斤氫的成本在8元至4元之間。這種方法的缺點是資源有限，製備過程會產生很大的汙染。

在能源領域，氫被認為是一種清潔有效的燃料，因為氫在燃燒過程中會產生少量的水，不會釋放出氣溶膠和二氧化碳有害氣體。目前，從石油中提取氫氣的成本驚人，高達16元/公斤。氫氣在經濟上的廣泛應用是不可行的。顯然，這種方法的環境保護、資源和成本因素是有限的。

利用含氫尾氣和化石能源制氫，生產能力的單位生產成本可以滿足燃料電池產業化大規模發展的需要。從產業發展的角度來看，以可再生能源為基礎的制氫技術最終將實現氫燃料電池產業零碳排放的循環經濟。比如利用太陽能光伏、風力發電、水電和生物質發電，這種制氫的優勢是環保，缺點是在目前的技術條件下，成本較高。

報導有人新發明水變氫汽車，加水可以跑1000公裡！據介紹，這種「水變氫」是新能源領域的重大成就。它可以和水一起跑。其原理是通過添加電解催化劑等「某種特殊的技術手段」將水箱中的水轉化為氫氣，使水箱中的水變氫成氫氣，成為氫動力車。不過，消息一出，不少網友強烈質疑。許多網友表示，這是不可能的，顯然違反了「節能」的規律。在眾多質疑聲中，有來自氫能領域科技界的專家說，「催化劑」不能直接解決「水變氫」問題，低成本也不現實。

那麼，究竟未來氫氣的高效製備，哪一種技術更為有效，科學家們正在努力，未來可以預見的是方法一定會有的。

我認為，從清潔的角度看，氫氣的製備方法是充分利用環保、不穩定和多餘的太陽能光伏、風電、水電等，利用低成本的電解技術製備氫氣，通過儲存、運輸、加氫等環節到達用戶手中，這可能是氫能利用技術發展的最佳方向！

風能發電場

氫能源的應用

氫能是世界上許多國家發展起來的一種戰略能源。早在上世紀70年代，美國就成功地將燃料電池應用於雙子座5號飛船和阿波羅飛船，成為第一個實現氫能技術應用的國家。然而，從20世紀末到21世紀初，由於成本問題，氫能技術的發展停滯不前。直到2014年，日本在燃料電池技術上的突破，加上石油、煤炭等一次能源儲備的減少，導致能源短缺。各國重新樹立了建設「氫能社會」的願景，重新重視氫能。

氫能源汽車。

氫能在汽車領域的應用首當其衝的是其環保特性。為了促進這方面的應用，需要解決氫燃料電池技術。以氫燃料電池為動力源，汙染物「零排放」。一旦充氫，車輛可以行駛100公裡。該技術具有重要的示範推廣意義。國內很多企業都投入了大量的資金進行研發，這項技術也得到了突破。氫氣的成本，包括製備、運輸、儲存、加氫等過程的成本都大幅度下降。

氫能汽車

氫燃料發電機發電

氫氣燃燒被用來驅動發電機發電。現在中國要發展自己的氫能發動機，中國在這方面有技術儲備，這是氫能利用的一個重要方面。

燃氣輪機示意圖

氫能是一種最清潔的燃料能源。氫能的利用涉及許多環節。低成本氫氣的製備是推動氫能應用的一大瓶頸。氫氣提取技術如有重大突破，大規模推廣，廉價氫能源將取代化石能源！