人類距利用“不需要付費的太陽能源”理想又前進一步,。不久前,，美國麻省理工學(xué)院教授丹尼爾·諾切拉的研究團隊宣稱,，他們研制成一種功能穩(wěn)定的“人造樹葉”(“artificial leaf”，也可譯作“人工樹葉”),，并具備了一定推廣前景,。業(yè)內(nèi)人士認為，諾切拉團隊的人造樹葉一旦批量生產(chǎn),，有望推動經(jīng)濟向以氫能源為基礎(chǔ)的模式發(fā)展,。有關(guān)專家表示，利用氫能,，將成為解決未來人類能源危機的終極方案,。目前，歐美各國已將氫能和燃料電池確定為維系經(jīng)濟繁榮和國家安全的重要技術(shù)之一,，氫有望成為維系經(jīng)濟的基礎(chǔ)能源,。但在我國，因為種種原因,，氫能的研究利用仍處于演示階段,，發(fā)展面臨困境。截至目前,，我國還沒有相應(yīng)的氫能源開發(fā)利用相關(guān)規(guī)劃及路線圖,。氫能的進一步發(fā)展期待政府力量的積極推動。
西方各國熱捧氫能源開發(fā)利用
氫能被譽為人類的終極清潔能源,。中科院理化技術(shù)研究所低溫技術(shù)實驗中心的李青博士對《經(jīng)濟參考報》記者介紹說,，氫是宇宙中最常見的元素，氫及其同位素占到了太陽總質(zhì)量的84%,，宇宙質(zhì)量的75%都是氫,。而氫能有望成為世界能源舞臺上一種舉足輕重的二次能源。它是一種極為優(yōu)越的新能源,，其主要優(yōu)點有：燃燒熱值高,，每千克氫燃燒后的熱量，約為汽油的三倍,，酒精的3.9倍,，焦炭的4.5倍。燃燒的產(chǎn)物為水,，是世界上最干凈的能源,。氫氣可由水制取，而水是地球上最為豐富的資源,，這一自然物質(zhì)的循環(huán)利用,，演繹了持續(xù)發(fā)展的經(jīng)典過程,。
面對全球能源枯竭的嚴重挑戰(zhàn)，氫能正成為世界各國研究的重點之一,。
據(jù)悉,，美國已經(jīng)將氫能和燃料電池確定為維系經(jīng)濟繁榮和國家安全的技術(shù)之一。目前,，美國主導(dǎo)氫能和燃料電池發(fā)展的兩大核心部門是能源部和國防部,。美國能源部的目標包括,，從現(xiàn)有和未來的資源中獲取氫能,，同時推進燃料電池研究；美國國防部的研究則主要集中于氫能和燃料電池在軍事方面的應(yīng)用,，研究重點是質(zhì)子交換膜和固體氰化物燃料電池,。美國各級政府均提供大量資金，資助科研機構(gòu)進行氫能研發(fā),。
此外,，美國企業(yè)對氫能也投入大量精力。美國專利局提供的數(shù)據(jù)顯示,，從2002年開始,，美國氫能源專利數(shù)量有所突破，2009年達到一次峰值,，近幾年一直保持穩(wěn)步上升態(tài)勢,。
德國和日本在氫能研究領(lǐng)域更遙遙領(lǐng)先。德國的國家全資公司NOW公司全權(quán)負責(zé)德國的氫能燃料電池示范,。德國“國家創(chuàng)新計劃”(NIP)將從2007—2016年為期10年集中精力于氫和燃料電池市場,，聚焦示范與開發(fā)相結(jié)合項目，通過市場化推動氫能和燃料電池,，由政府與工業(yè)界按1∶1的比例出資：由政府出資五億歐元示范,，加上二億歐元用于氫能研究與開發(fā)，同時工業(yè)界出資七億歐元,，總共為14億歐元,。
德國戴姆勒集團全球CEO蔡澈博士在第18屆世界氫能大會開幕式上做報告時透露，戴姆勒將于2014—2015年量產(chǎn)燃料電池汽車,，2015年開始商業(yè)化,。德國準備到2015年建造1000座加氫站，將為10×104輛氫燃料電池車供應(yīng)氫氣,。
日本對于氫能源的開發(fā)利用主要集中在燃料電池車用電池和固定裝置燃料電池方面,。為盡快研發(fā)、推廣燃料電池車,，日本采取了全額投入經(jīng)費的辦法,，委托日本產(chǎn)業(yè)省的全資公司VEDO公司負責(zé)管理“日本氫能和燃料電池示范項目”,，該項目的目標之一，就是到2025年,，在全日本建立1000座加氫站,。該項目從2002年開始運行至今，日本政府已累計投入了1000億日元(相當于70億元人民幣),。
歐盟對于氫燃料和燃料電池的研究一直非常重視,，2002年10月，歐盟成立了“氫燃料和燃料電池技術(shù)”高級研究小組,，早在2003年,，歐盟委員會就制定了“歐盟氫能和燃料電池發(fā)展路線圖”。
世界各國對于氫能開發(fā)利用投入巨大,。在2010年5月舉辦的第18屆世界氫能大會開幕式上,，美國能源部燃料電池技術(shù)發(fā)展部負責(zé)人Nancy L Garland博士發(fā)言稱，美國2011年財政年度中氫能開發(fā)的預(yù)算為2.56億美元,。包括了燃料電池系統(tǒng),、氫燃料、氫能技術(shù)研發(fā),、氫安全,、法規(guī)、標準等多項與氫能有關(guān)的項目,。數(shù)據(jù)顯示,，包括德國、法國,、英國等八個歐洲國家對氫能的累計投資為：2005年為5.3億歐元,，2015-2020年達26.11億歐元，2020-2025 年可達143.2億歐元,，2025-2030年則達592.1億歐元(其中制氫投資約占50%,，加氫站投資約占20%)。
我國氫能發(fā)展面臨諸多困境
我國在氫能領(lǐng)域的研究和開發(fā)起步不晚,，最早可追溯到20世紀60年代初,。為發(fā)展航天事業(yè)，對作為火箭燃料液氫的生產(chǎn),、H2/O2燃料電池的研制與開發(fā)進行了大量工作,。氫能技術(shù)曾一度被列入《科技發(fā)展“十五”計劃和2015年遠景規(guī)劃(能源領(lǐng)域)》，氫能和燃料電池的科學(xué)研究也得到了進一步支持,。李青介紹說,，在之前的基礎(chǔ)課題(973計劃)和應(yīng)用性研究(863計劃)方面，國家對于氫能的研究和利用非常重視�,？萍疾�863項目“十一五”期間的氫能專題系統(tǒng)研究在2008年有不同程度的進展,。同年，第十七屆世界氫能大會授予中國科技部部長萬鋼2008年度格羅夫(Grave)獎,，以表彰其推動燃料電池汽車方面的貢獻,。
“十一五”節(jié)能與新能源汽車重大項目的863計劃公布以后，商務(wù)部計劃對氫能源汽車研發(fā),，對國內(nèi)企業(yè)提供數(shù)十億元的資金支持,。由此，國內(nèi)多家汽車企業(yè)著手開發(fā)氫能源技術(shù),。
但是,，一個事件明顯拖住了氫能發(fā)展的火熱腳步。2007年3月,，一封《開發(fā)車用動力技術(shù),、盡快減輕交通能源壓力的建議》由專家組寫成并聯(lián)合簽名,，送至相關(guān)部門,。
“氫燃料電池汽車未來的前景，還存在很多不可預(yù)測的因素,。如果氫燃料汽車研究到最后,，發(fā)現(xiàn)需要走別的技術(shù)途徑，這就使大規(guī)模投資的氫燃料汽車前功盡棄,�,！�26名專家提醒，如果中國盲目跟從部分跨國公司的步伐,，將大量的財力,、人力、物力完全“押寶”在氫能源汽車的研發(fā)上,，很可能給作為支柱產(chǎn)業(yè)的中國汽車工業(yè)帶來巨大的傷害,。
“不同專家觀點的分歧讓中國政府部門在發(fā)展氫能方面顯得猶豫不決�,！鼻迦A大學(xué)教授,、中國可再生能源學(xué)會副理事長、國際氫能學(xué)會常務(wù)理事毛宗強對《經(jīng)濟參考報》記者說,。
這種搖擺態(tài)度明顯體現(xiàn)在氫能標準的制定上,。據(jù)悉，國外有關(guān)氫能技術(shù)規(guī)范和標準方面的活動十分活躍,，發(fā)達國家的標準體系已日趨完善,，并有諸多介入氫能的標準組織。2008年，我國也相繼成立了“全國氫能標準化技術(shù)委員會”和“全國燃料電池標準化技術(shù)委員會”,，并陸續(xù)制定了十幾個相關(guān)標準,。“但這兩年不行了”,，同時身為全國氫能標準化委員會副主任的毛宗強表示,，“前幾年每年差不多國標委會給幾個(制定氫能相關(guān)標準)指標，但是這兩年一個指標都沒有,�,！�
標準的缺失對氫能發(fā)展產(chǎn)生了極大的影響。毛宗強透露,，因為缺乏標準,，致使上海的一個加氫站在建成一年后還不能完成驗收，“希望國家能多給些重視,�,！�
毛宗強向記者表示，在發(fā)達國家紛紛把氫能作為國家戰(zhàn)略的背景下,，我國截止到目前還始終沒有國家級氫能路線圖,，而關(guān)于發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的相關(guān)政策和條文更是不常見�,！瓣P(guān)于制定國家級氫能路線圖,，我們向有關(guān)部門反映了多次，但一直沒什么結(jié)果,�,！泵趶娬f。
另外,，盡管目前我國已把新能源汽車確立為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),，但氫能在新能源產(chǎn)業(yè)、燃料電池汽車在新能源汽車產(chǎn)業(yè)中的定位依然模糊,。同濟大學(xué)汽車學(xué)院新能源汽車工程中心教授王哲認為,，這不利于對企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)投入進行正確引導(dǎo)，也無法帶動社會力量參與,。氫能和燃料電池發(fā)展戰(zhàn)略缺失,，將直接影響我國氫能和燃料電池的發(fā)展速度。
我國在氫能和燃料電池的一些關(guān)鍵技術(shù)上與國際先進水平仍有差距,。如我國作為公交車示范運營的燃料電池客車,，運行壽命目前還未超過3000小時，而美國UTC研制的城市客車用燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)壽命已經(jīng)在道路試驗條件下超過5000小時,；我國的燃料電池發(fā)動機在燃料電池系統(tǒng)低溫儲存與啟動方面仍未達到國際先進指標,。另外，我國還面臨全球都遇到的氫能利用成本過高的問題。
此外,，我國燃料電池汽車盡管已通過奧運,、世博等重大活動平臺開展了示范應(yīng)用，但是與國外相比,，缺乏長效的應(yīng)用推廣機制,。在加氫站的規(guī)劃、建設(shè)與運行方面與國外相比也存在不小差距,。毛宗強透露說,，目前全球有200個加氫站，但我國僅有四個,，其中有三個是國家每個花3000多萬元投資建設(shè),，但建成后仍在順利運行的只有一個民營加氫站。在氫氣輸送管道方面,，全球的氫氣輸送管道有3000多公里,，我國僅有百十公里。
并且,，我國還面臨氫能研究專業(yè)人才缺乏和研究經(jīng)費不足的困境,。發(fā)達國家企業(yè)投入氫能研究經(jīng)費要比政府多。相比較,，我國研究氫能的經(jīng)費幾乎全部依靠政府,，而且我國在氫能研究領(lǐng)域的投入很少。
總的來說,，“我國氫能的研究和利用還處于演示階段�,！崩钋嗫偨Y(jié)道,。
期待政府繼續(xù)給予更多的支持
毛宗強表示，我國在氫能源發(fā)展上還有一定地位,，并沒有像有人想象的那么弱,。
他表示，氫能的開發(fā)利用包括制氫,、儲氫,、輸氫、氫氣加注,、用氫等五個方面,。我國在制氫和儲存氫環(huán)節(jié)的某些領(lǐng)域位于全球前列。在化石能源制氫方面,，我國鄂爾多斯擁有全世界最大的制氫工廠,，用煤制氫，年產(chǎn)400萬噸氫氣。在儲氫材料稀土方面,，全世界產(chǎn)能都被中日壟斷,，我國產(chǎn)能達到1.5萬噸。而在高壓儲氫方面,，我國制成了全球容積最大的儲氫罐,。
2008年北京奧運會，我國制造的“氫燃料電池汽車”得以展示,，最大時速可高達150公里,。2010年上海世博會，我國展出的氫燃料電池車達196輛,，令德國的科技部部長都深感驚訝,。另外，國內(nèi)汽車企業(yè)也在努力,，上汽集團就表示,，將在2015年生產(chǎn)1000輛氫燃料電池車。
毛宗強還向記者展示了“神奇”的一幕：將一包“袋泡茶”一樣的粉劑放進水里,，很快就不斷冒出氣泡,，產(chǎn)生大量的氫氣，沒有電源插座就能為手機等電子產(chǎn)品充電,。他表示,，在國內(nèi)的江浙地區(qū)，生產(chǎn)該產(chǎn)品的企業(yè)大批存在,。
“我國在氫能工業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)都已具有相當?shù)幕A(chǔ),，如果政府能夠支持，將其有機地串聯(lián)起來,，我國的氫能利用就會飛速發(fā)展,，為國家的能源戰(zhàn)略作出切實貢獻�,！泵趶娬f,。
對于進一步發(fā)展氫能，毛宗強提出幾點建議：
首先,，也是最主要的,，是政府應(yīng)加大對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持，發(fā)揮主導(dǎo)性作用,。如制定氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,，主導(dǎo)從氫能關(guān)鍵原材料、核心技術(shù)到應(yīng)用領(lǐng)域,、產(chǎn)業(yè)布局等方面的發(fā)展方向,。同時,，通過制定扶持和鼓勵政策推動氫能關(guān)鍵原材料、核心技術(shù),、零部件和產(chǎn)品的研發(fā),，鼓勵政府相關(guān)部門帶頭使用氫能產(chǎn)品，想辦法增加氫能相關(guān)項目的研究經(jīng)費,。
“氫能將在10—15年后影響我國能源系統(tǒng),，在解決當前能源供應(yīng)問題的同時，應(yīng)給予氫能足夠的重視,�,！泵趶娬f，中國氫能研發(fā)得到了科技部的大力支持,，但對于氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,，僅有科技部的研發(fā)支持遠遠不夠，政府各部門,，包括發(fā)改委,、工信部、科技部,、中科院,、自然基金委、環(huán)保部等都要合作推動氫能發(fā)展,，避免部門利益之爭,。
其次，企業(yè)掛帥,。鑒于氫能產(chǎn)業(yè)鏈對于國民經(jīng)濟的影響以及未來氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模的龐大,，特別是氫能產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域和氫供應(yīng)鏈，將會形成跨地域,、跨行業(yè)的大型企業(yè)群和服務(wù)網(wǎng)絡(luò),，應(yīng)由國內(nèi)企業(yè)掛帥，推動氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,。氫供應(yīng)鏈的發(fā)展也需要類似于中石油、中石化等大型企業(yè)牽頭,，保障整個氫能源網(wǎng)絡(luò)的安全,、合理布局和氫能工業(yè)的可控。加氫站的建設(shè)完全可以參考加油站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式,，吸引社會資金參與建設(shè)和經(jīng)營,。
最后，還要積極發(fā)揮專家作用,，實現(xiàn)信息公開,。要充分發(fā)揮專家在氫能領(lǐng)域的研究,、開發(fā)、應(yīng)用方面的作用,。同時也嚴格要求專家自律,，要求有重要話語權(quán)的專家不得在企業(yè)兼職，為企業(yè)牟利,，建立專家評審規(guī)避制度,。同時建立信息公開制度，從氫能發(fā)展戰(zhàn)略制定,，到氫能具體項目立項,、評審、驗收,、成果等都要做到信息公開化,。要防止那種已經(jīng)證明行不通的“用市場換技術(shù)”的做法在氫能領(lǐng)域蔓延。同時政府應(yīng)大力推動各種示范應(yīng)用市場,、零排放區(qū)域的各種發(fā)電應(yīng)用市場,、各種復(fù)合氫能產(chǎn)品的特殊應(yīng)用領(lǐng)域市場等。
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“人工樹葉”：利用太陽能的幫手
