蓄勢待發的氫動力

在剛剛結束的北京奧運會上，500多輛新能源車穿梭于各個比賽場館。其中有3輛氫燃料電池大巴，20輛氫燃料轎車。

這些氫燃料大巴的最高時速可達80公里，可以持續行駛240公里，最大輸出功率高達60千瓦，燃料消耗僅為每百公里1.2公斤氫氣，大約相當于4升93號汽油。

通過北京奧運會，氫能源作為汽車燃料的替代能源，大大地“秀”了一把。其實世界各國都在加快涉足氫能開發和利用。有專家預測，美國燃料電池汽車、氫能生產和加氫基礎設施的商業化可望在2015年之前實現。一場以氫能源應用為方向的汽車燃料革命也在悄悄醞釀。

氫燃料的優勢

世界上40家重要的汽車廠商中，已有25家決定考慮采用氫能。據清華大學核能與新能源技術研究院教授、中國可再生能源學會氫能專業委員會主任毛宗強介紹，作為汽車燃料的替代能源氫具有以下優點：

清潔環保、可儲蓄、可再生、資源豐富、安全性好。對于汽車，氫比汽油更安全。比如用槍射擊一個裝滿氫氣的高壓氣瓶，氫氣會呼嘯而出，沒有火焰，沒有爆炸，最后留下一個有彈孔的氣瓶。在氫氣和汽油燃燒的對比實驗中顯示，當淌下汽油的汽油車被整個燒掉的時候，氫氣車頂多也就是尾部有點燒焦，整個車是安全的。

目前，純氫氣價格也比汽油低很多。我國96~97%的氫氣是來自于石油、煤、天然氣等化石能源，3~4%是通過電解水得到的。比如說煤制取氫，如果煤以400元/噸計算，氫氣的成本是0.45元/立方米。11.2立方米相當于1公斤，而1公斤氫氣相當于3升汽油。氫氣1公斤才5元。而三升汽油可能就需要20元。如果把人工等各方面的成本考慮在內，氫氣出售價格為10元。

氫燃料電池的發展

毛宗強教授認為：我國是最有希望實現“氫能經濟”的國家。燃料電池技術是使用氫能的最佳方法之一。

目前，歐美等國家都已開始在氫燃料上加大了投入，歐盟甚至通過了有關發展氫燃料汽車的立法建議，美國能源部也制定了“氫計劃”，提出要在2010年讓燃料電池車的份額占整個汽車市場的25%。而日本經濟產業省提出的發展目標是在2010年前要把汽車用燃料電池的價格降低到普通汽油發動機的水平，并且要首先從政府部門開始普及燃料電池車。

我國從“九五”到“十一五”，氫燃料電池一直是科技攻關的重點項目。“十一五”期間，我國對氫燃料電池汽車的研發投入基本占新能源汽車總體研發投入的1/3。

目前國內已有數十家院校和科研單位在氫能領域研發新技術，數百家企業參與了配套或生產。據毛宗強教授介紹：中國的氫燃料電池研發雖然起步稍晚，但經過十多年的發展，現已具有自己的特色和優勢。

首先，我們投入資金雖少，但效果很好。“十五”期間，科技部撥付了3.8億元的研發資金，雖然與國外大公司上百億元的年投入難以匹敵，但取得的效果卻很好。北京奧運會使用的氫能源燃料車便是充分的例證。

其次，我國氫燃料電池的價格比國外同類產品便宜很多。

第三，我國的傳統內燃機汽車難以同發達國家競爭，而氫燃料電池車在國內外都處于研究開發階段，中國在氫利用領域已有部分自主知識產權，形成了一些自己的品牌。只要采取適當的機制，是可以突破障礙，實現跨越式發展的。發展氫能燃料電池汽車是我國汽車工業不可多得的機遇。

發展中的瓶頸

盡管我國氫燃料電池的研發取得了一定成果，但目前還不具備大規模發展的可行性，主要問題有以下幾方面：

首先，燃料電池的價格比較高。目前氫燃料電池的成本是普通汽油機的100倍，這個價格是市場所難以承受的。燃料電池客車的單車造價在300萬元左右，燃料電池轎車的單車成本也在100多萬元。還有一些關鍵部件和原料的造價比較高。如催化劑目前仍多采用納米級的鉑，由于鉑資源非常稀缺，因此價格也非常高昂。國內燃料電池生產企業從性價比和穩定性角度考慮，一些關鍵性材料（比如質子膜）還主要從國外進口。不能實現規模性的量產，也規避不了高價的現狀。

其次，國內國外普遍存在燃料電池的壽命的可靠性問題。國外一般的看法是2000多小時，或者說15萬公里。國外專家也只是希望過幾年燃料電池的壽命能實現5000小時。毛宗強教授認為，出現這個問題，主要原因是技術還不完善。

再次，加氫站的基礎設施建設問題。如果將氫燃料電池應用于汽車上還必須新建不少加氫站。目前國內僅在上海和北京共有三座加氫站，除了在示范運營期間向氫燃料電池車提供加氫服務，其余時間僅為同濟大學和清華大學的研發服務。在氫燃料電池車與加氫站這兩個“雞與蛋”的尷尬命題前，也制約了氫能源的發展腳步。

毛宗強教授提議：單獨建氫氣加油站，受政策和使用車輛比較少的限制，成本過高。最好是建綜合性的加油站，可以提供多種燃料。總體來講，由于氫氣的儲存和采集技術無法一時普及，無論是氫內燃機或是氫燃料電池，都無法在短時間內普及。

突破的可行性

盡管國際汽車界公認的未來汽車最為理想的驅動力是氫燃料電池車，但短期來看，燃料電池的潛在用途是作為輔助電源。例如日本就在做家用的發電裝置，大約1000瓦，可以放在廚房。接上天然氣，經過重整，可以制出氫氣，內裝燃料電池，可以實現發電。現在已經有4000個家庭在示范了。這個發電設備還配個水罐，可以為洗漱、廚房提供溫水。毛宗強教授介紹說，這種作為電源的應用方式，除了應用于家庭，還可以發展到小區，銀行等更大的區域，市場很大，前景也很好。

日前，科技部部長萬鋼表示將準備推行“十城千輛”的新能源汽車計劃。毛教授提出了比較現實的利用氫能的方案——天然氣加氫。如此最實際的好處是降低了成本，擺脫了純氫氣技術比較尖端的應用難題。之所以選擇天然氣，毛教授指出：天然氣是替代石油最實用的燃料，燃燒低碳，排放也比較清潔。而且目前應用天然氣不存在什么技術問題。目前氫能界已經做了大量實驗，在天然氣中摻入20%體積的氫氣，燃燒后發動機可降低碳氫化合物排放量，也可以大幅度降低氮氧化物排放量，發動機功率得到提高。清華大學汽車系做的試驗結果顯示，可以超過歐5的排放標準，而且可以直接應用國產的發動機。技術上也不存在難點。毛教授甚至笑言，如果這種方式能夠得到大力推廣，那么萬鋼部長的“十城千輛”計劃就比較容易實現，甚至可能是幾萬輛幾十萬輛。

毛教授認為，這種方式的優點在于：天然氣加氫的應用，可以從經營效果、實用效果、投資效果等方面實現多贏。

首先，加氣站的建設簡便，只需對現有加油站進行改造，添加進“天然氣加氫”的燃料；

其次，對我國的能源優化也可以起到很好的作用。如果提倡天然氣交通優先，之后是民用，則更容易實現能源的優化。