什么是氢能？氢能安全性怎么样,
氢能京城股份,魏建军氢能,甲醇代替氢能 最近氢能被炒得火热，到底什么是氢能？满大街的氢气球跟这个有关系吗？记得小学学过氢弹，不是说氢能不稳定易爆吗？氢燃料电池又是什么？
能源是人类活动的物质基础，在某种意义上，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。
按照能源的发展趋势预测，氢能将是重要的能源形式。从全球氢能产业发展来看，氢能开发利用进入商业化应用阶段，已在交通、发电、航天等领域实现氢能及燃料电池技术产业化突破，其中燃料电池电堆成本、功率、可靠性、耐久性及环境适应性等指标已达到商业化应用水平。
氢气的来源比较广泛，主要有化石能源制氢、含氢物质制氢、化工副产物氢气回收、太阳能和风能制氢。化石能源制氢包含煤气化制氢、天然气重整制氢和甲醇裂解制氢，含氢物质制氢包含水电解制氢、氨分解制氢和硼氢化钠水解制氢，化工副产物氢气回收包含烧碱、焦炭和轻油裂解等。
但由于氢是二次能源，需要利用一次能源来生产。以可持续的方式（原料来源丰富、无温室气体排放）实现氢的大规模生产是实现氢广泛利用的前提。因此制氢技术是关键，而就目前技术来说，与传统的化石燃料制氢工艺相比较，水电解制氢和核能制氢受到的关注比较高。
水电解制氢是将经过提纯的水注入通有直流电的电解槽中，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气，气体通过调节阀控制输出，送入储罐中。水电解制氢的成本在于电能，如果有较便宜的电能，将大幅降低制氢成本。水电解制氢能够得到高纯度的氢气，将降低后续的使用成本。
核能制氢就是将核反应堆与先进制氢工艺耦合，进行氢的大规模生产。核能制氢具有不产生温室气体、以水为原料、高效率、大规模等优点。随着技术和工艺的不断发展，核能制氢技术有望成为未来大规模制氢的重要技术选择。
但对于核制氢工艺来说，目前还不像水电解制氢技术那么成熟，还面临着多种制约。安全性也是制约核能制氢的一个因素，氢气是世界上已知的密度最小的气体，且极易燃烧，保证与核电偶联的设备在氢运输等相关过程中的安全，是需要突破的重点和难点。
氢能被视作未来的理想替代能源。从长远来看，可以在高碳排放的工业和电力领域替代煤炭、天然气等化石燃料，特别是在交通领域，氢能燃料电池在替代燃料与零排放方面具有无可比拟的优势。但目前，这都需要我们在对其工艺过程不断研究创新，相信不久的将来，我们都能用上干净清洁的氢能。
我国在发展氢能方面的重要优势之一就是拥有丰富的氢源基础，但氢能制取技术这一世界性难题至今并未取得大的突破，氢能制取成本严重制约行业发展。
国内的氢能火到什么程度？“今年8月，中国工程院举行了一场氢能相关的项目咨询会，全国有39个省、市级政府报名参加，还有100多家企业到场，我怎么也没想到，开始准备的一个300多人的小会场，最后却来了将近700人。”11月13日，在2019中国电机工程学会年会院士专家论坛上，中国工程院院士、中国矿业大学教授彭苏萍用“非常大的热潮”形容目前国内氢能的火爆。
“上世纪90年代美国就提出发展氢能的概念，但一直没有推广起来，是什么原因？2011年日本福岛核事故后，日本对氢能也越来越重视，目前也在大力推广。”在彭苏萍看来，世界氢能的“风口”之上，中国应该真正找到自身发展氢能的优势。
“现在主要的制氢路线有煤制氢、天然气制氢、工业副产品制氢和电解水制氢。由此可以看出，我国在发展氢能方面重要的优势之一就是拥有丰富的氢源基础。”彭苏萍逐一算起了账，“我国煤炭资源保有量约1.95万亿吨，假设用10%来制氢，按照制备一千克氢气消耗8千克煤计算，煤制氢的潜力就达到约243.8亿吨；同样，我国天然气可采资源量是50.1万亿立方米，假设用5%来制氢，制备1千克氢气约消耗5立方米天然气，天然气制氢潜力可以达到约5.01亿吨。”此外，据彭苏萍计算，利用焦炭生产过程产生的大量焦炉煤气，我国焦炉煤气制氢潜力约为566.4万吨/年；若利用弃风、弃光、弃水的电量进行电解水制氢，年产氢潜力也接近180万吨。
“这样测算下来，我国氢气的年产量可以达到约2000万吨。其中，煤制氢约占62%，天然气制氢约占19%，工业副产品等制氢约占18%，水电解制氢约占1%。”彭苏萍说。
另一方面，氢源基础虽丰富多样，但中国工程学院院士杨裕生强调，在用途上，必须区分“原料氢气”和“能源氢气”。“自然界没有单质氢气可以开采，必须从含氢物质中提取。提取氢气的目的原本是用作化工原料，而用作能源的历史则很短。原料氢气和能源氢气，虽然都是氢气，但是原料氢气只有在不影响其原来生产使用的前提下，才能拿出一小部分用作能源，其数量是十分有限的。”
“为什么美国推了20多年的氢能却推不下去，实际上主要的原因之一就是氢能太贵，制氢成本太高。”彭苏萍指出，要想发挥在制氢层面的优势，在充足氢源的基础上，要尽可能降低制氢成本。“目前，煤制氢的技术成熟度是最高的，成本也相对低廉。煤制氢叠加碳捕捉与封存技术（CCS）的制氢路线成本与天然气制氢相当。传统的电解水制氢成本还是比较高的。
对于电解水制氢，彭苏萍特别强调，要充分考虑弃风、弃光、弃水等弃电的综合成本。“有很多观点认为‘三弃’的电量可以用来制氢，好像这些电就是不要钱的，但实际上我国在可再生能源基础设施开发建设上的投资是很大的，这个成本不容忽视。”
不仅如此，通过“三弃”制备出的氢也同样存在消纳问题。“我国‘三北’地区的弃风、弃光电解出的氢，在‘三北’地区是消耗不了的，必须远距离输送到燃料电池车盛行的地区，这个输送过程中的耗能自不在话下，而且高压纯氢对管道钢的氢脆更是一个难关。”此外，杨裕生还指出，目前我国“三北”地区的弃风、弃光是不正常的短期现象，“一旦造成这种现象的人为和技术原因消除，也就无弃风、弃光可用了，因为输电相比于输氢，无论是设备的建设还是运行，都要合理得多。”
而且，就电解水制氢技术而言，彭苏萍指出，碱性水电解制氢相对成熟，固体氧化物水电解制氢和质子交换膜（PEM）电解水制氢等技术还处于可行性研究或示范论证阶段。
基于目前的技术发展和相关产业推进情况，彭苏萍预测，未来五年，我国的氢气年需求量将达到约2200万吨。而且由于成本相对较低且接近主要的消费市场，工业副产品制氢将成为有效的制氢主体，同时，根据不同地区的具体情况，可在有条件的地区探索开展可再生能源电解水制氢的项目示范。
对于工业副产品制氢并应用于燃料电池的路线，杨裕生表示：“原则上我完全赞成，但账到底怎么算要商榷，因为不是所有副产氢都可用于燃料电池。以焦炉炼焦行业为例，要将焦炉煤气中的几项重要杂质降到国家标准GB/T 37244-2018《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》的要求，不仅要解决一系列技术难题，还要消耗大量的能量。”
随着技术的发展进步，彭苏萍表示，到2025-2030年，我国的氢气年需求量将上升至约3500万吨，煤制氢配合CCS技术、可再生能源电解水制氢将成为有效制氢主体。而放眼2030-2050年的远期发展，彭苏萍认为，我国氢能的年需求量将达到约6000万吨，可再生能源电解水制氢将成为有效供氢主体，煤制氢配合CCS技术、生物制氢和太阳能光催化分解水制氢等技术将成为有效补充。届时，我国有望实现整体氢能供给充裕，建成低碳、低成本的供氢体系。“预计到2050年，我国氢气使用量将达到0.6亿-1亿吨，占我国终端能源结构的10%以上，产业链年产值约12万亿元。”
在全球能源行业大变革的背景下，被视作人类“终极能源”的氢能备受青睐。此前，清华大学教授、国际氢能协会(IAHE)副主席毛宗强曾表示，氢能可以在多种方面利用，比如制成新的燃料。并且，不管氢能如何利用，最后都会变成水，在生命周期里不会留下任何污染，是一种清洁的能源。
新能源汽车的迅猛发展，使氢能成为电能之外，另外一种重要的动力能源。相关专家认为，氢能早已过了“概念性”的阶段，预计在未来的三到五年时间内，氢能产业会进入一个爆发期。
那么，人们不仅会问了，氢气的气源来自哪里？氢气是如何生产和制取的？以及氢气被制作出来之后又是如何运输、储存和应用的？
氢是一种来源广泛且无污染的能源载体，它可以由电力和水转化而来，也可以由化石能源转化或者裂解而来，且使用方式多元，可以用于燃料电池技术发电，使用过程中不产生污染物，比电力更易储存。
2017年12月6日，在第二届氢能与燃料电池产业发展国际交流会暨第一届中国（佛山）国际氢能与燃料电池技术及产品推介会上，《新能源汽车报》记者采访到北京中电丰业技术开发有限公司董事长王德军，其对氢能源产业的情况做了一系列的介绍。
王德军告诉《新能源汽车报》记者，氢能源产业分为氢气的生产、储运和应用三个方面。其中，从整个产业链来看，氢气的生产是最成熟的技术。
王德军介绍，氢气的生产有很多方式，目前，工业副产氢是主要的氢源，水电解制氢只占了个位数的比例。但是，就人类追求清洁可持续的终极新能源目标而言，作为深绿的风、光等可再生能源和电解制氢储能是最理想的氢能利用方式。
水电解制氢有碱液和纯水两种成熟的方式，目前，国内已有包括中电丰业在内的几家公司掌握了相关技术，但是，还需要更高的标准和更经济的目标。同时，王德军表示，碱液制氢和纯水制氢本身没有优劣，适合不同的工况，并没有哪一种技术可以“包打天下”。
据了解，中电丰业除了氢气生产、储运、加氢设备和方案的提供商之外，还和欧洲议会智库HINICIO一起为国内氢能经济提供战略咨询服务，把欧美成熟的氢能布局规划、技术评估、人才推荐等带到国内来，为氢能城镇决策者、氢能投资方、氢能运营方提供科学、理性、准确的咨询服务。
此外、氢气的储运也有比较成熟的标准和技术。对此，王德军表示，氢气的储存有气态、液态和固体三种方式。目前，国内高压气态储存是最成熟的方式，液态储存在美国应用最广，固体储存相对来说更安全。最前沿的技术是有机液态储氢（LOHC），如果研发成功将改变整个业态。
氢气的输送最常见的方式是槽车，也称为长管车或者鱼雷车。随着氢能源市场和应用的扩大，业界也更加期待氢气管线的成熟和普及。
因此，全球范围内加氢站的氢源有相当的比例是采用现场水电解制氢，能够保证示范项目的长久运行，尤其是我国高昂的物流费用也是加氢站要考虑的因素。
据记者了解，目前，氢能源的应用受到市场的大力追捧，很多的技术公司、投资公司包括基金会等都在关注氢能源的应用和推广。
随着新能源汽车发展，氢气作为一种高环保、无污染的氢能源，已为新能源汽车输入新的动力。并且，在本次推介会上，佛山高明现代有轨电车示范线作为全国首条以氢能源为动力的有轨电车示范线，建成后，将对氢能源有轨电车在国内的示范推广起到积极的促进作用。
同时，中国工程院院士衣宝廉表示：“在应用方面，除航天、消费电子，最主要的标志性应用就是氢燃料电池汽车，而且，因行驶里程长、加氢速度快以及驾乘舒适性、操控习惯和燃油车完全一样，在未来新能源汽车产业竞争中具有很大的优势。”
中国汽车工程学会理事长付于武认为，到2030年，我国氢能汽车产业产值可望突破万亿大关。
作为人类的终极能源，在未来，氢能可以实现可再生能源制氢。王德军介绍，如果条件和技术成熟，能够直接利用光伏或风力发电，是最为理想的一个做法。
由于目前主要还是利用水电解制氢，因此，氢气的价格和电的价格有很大的联系，据了解，未来影响氢原料的价格主要受制于电力的稳定性。氢气要想在市场上有竞争力，需要控制电的价格。
王德军认为，把电的价格控制在一毛五是最为理想的价格，并且随着政府补贴政策的出台和鼓励，将会大力推动氢能源产业的发展。
同时，氢能产业也将带来大量的市场价值，据全球知名咨询公司麦肯锡发布的研究报告，到2050年，氢能将创造3000万就业岗位，减少60亿吨的二氧化碳排放，创造超过2.5万亿美元的市场价值。氢能汽车将占到全球的车辆的20%到25%，并承担18%以上的能源需求，主导脱碳社会。
近年来，为鼓励氢能产业发展，我国政府连续出台各项产业政策。2016年发布的《“十三五”国家科技创新规划》明确指出要发展氢能燃料电池技术；氢能标准委员会发布了《中国氢能基础设施》蓝皮书，对我国氢能的分布、生产量等进行了较为全面的统计；2017年12月，首个国家级氢能团体标准在南海发布，标准的出台对推动国内燃料电池技术在相关领域的研发和应用能够起到引导作用。
氢能作为一种新的能源，大众对其还处于初期的认知阶段，存在着无序竞争、加氢站发展缓慢、成本高、缺乏核心技术等问题，都制约着氢能产业的发展。
因此，毛宗强表示，我国应统筹氢能产业发展，做好氢能基础设施的规划和建设，加强与相关国家、地区、企业的合作，推动实现氢能的全球化进程。
曾经氢可以被当做未来的燃料这一说法是被当做笑话来说的，但是今天，氢燃料的未来终于不再只是梦想，一切都在规划中。
全世界正在意识到，在我们努力使经济和社会脱碳的过程中，没有任何替代能源平台可以满足全球能源需求。
取而代之的是，氢燃料电池和高级电池等技术必须相互协作，并支持风能和太阳能等其他可持续发电平台。尽管电池技术最近在交通运输领域取得了长足的进步，但氢作为一种重要的，可持续的能源正在蓬勃发展。
也许最重要的是，政府正在介入并增加对氢的支持和投资，以此作为其关键基础设施的关键部分。从欧洲到亚洲再到太平洋，越来越多的人认识到氢能解决可持续发电中一些最具挑战性的问题，包括捕获过剩的产量并在各个季节和地区平衡电力供应。
日本和澳大利亚正在建造将使用氢气在世界各地运输能源的船舶。TKI是荷兰的一家天然气公司，其目标是到2028年建立世界上第一个氢电网。英格兰的三家公用事业公司宣布，他们将在英格兰北部建立一个氢电网，以在2028年之前为370万个家庭和40万家企业提供支持。而这样的例子不胜枚举。
随着政府投资的到来，业界对氢的投资也越来越多，对氢的投资也达到了历史最高水平。
例如，波音公司目前正在研究利用太阳能将氢捕获到芯片上。微软正在研究如何在服务器中使用燃料电池。氢电解和燃料电池制造商Hydrogenics已建造了60列燃料电池列车，供德国四个州使用。NEL是用于从水产生电能的氢电解装置的制造商，正在极大地提高其提供这项技术的能力，以支持为美国Nikola Motors开发的8类卡车的氢网络的创建。
丰田坚信氢燃料电池有潜力成为未来的动力总成，并且我们处于良好的合作状态。现代，本田和奔驰现在都提供燃料电池汽车。在对汽车行业高管的年度调查（由毕马威会计师事务所（KPMG）进行）中，氢被评为汽车行业的第一趋势-超越自动技术和连接性。
几年前，用氢燃料电池生产一千瓦的电力成本超过1000美元。去年，美国能源部报告说，成本已急剧下降至每千瓦53美元。
此外，可再生能源发电能力的增长以及绿色能源生产成本的持续下降，对氢能行业产生了强大的溢出效应，这使得将可再生能源转化为新能源变得更加容易和便宜：绿色氢能，有助于改变其声誉，并最终消除对化石燃料供氢的依赖。
当然，还有很多工作要做，挑战仍然存在。全球氢气基础设施还有很长的路要走，氢气站仍然有限且区域集中。
但是我们也看到了持续的进步。美国，日本，中国，德国和法国都致力于建造氢燃料电池站。尽管美国的大部分氢气投资都集中在加利福尼亚，但液化空气集团刚刚在纽约，马萨诸塞州，康涅狄格州和罗德岛州建立了四个新的加氢站。
汽车制造商还与国家可再生能源实验室合作，以改善车站部件的设计并加快整体基础设施的发展。还正在进行研究，以确定如何使用氢气将电能重新提供给电网，并探索为同一位置的电池车和氢气车加油的好处。
实际上，这种进步是如此之大，以至于现在几乎无法想象氢在追求绿色能源方面不会对电池起重要和补充作用的未来。
这是值得庆祝的进步，它正在帮助塑造更绿色，更可持续的未来。最后，氢不仅仅是一个长远的梦想。它终于作为一种燃料而准备就绪，可以帮助重塑世界。
一些专家认为，由于COVID-19的经济影响，人们对电动汽车需求的长期期待可能会延迟。 其他人则认为繁荣景象即将到来，为所有这些车辆充电所需的电气基础设施可能尚未准备好满足需求。多年来，我们已经听到了不同版本的电动汽车增长和基础设施短缺的预测。 什么是新的使用管理充电地址预测电力基础设施不足的策略。 简而言之，管理充电是通过车辆-电网集成（VGI）协调的EV充电。 这种策略是否还可以提供急需的价值主张以增加电动汽车需求？
电动汽车需求是一个难以克服的难题。有人认为，需求不足的原因是汽车行业持续的微不足道的促销。可悲的是，电力行业因其自身日益稀有的资本而沉迷于汽车制造商和其他电动汽车利益相关者，在很大程度上未能灌输所需的公共需求。诚然，与25年前相比，今天的电动汽车数量更多。但是，美国电动汽车市场份额仍徘徊在2％左右，对传统充电基础设施的投资可能无法改变这一状况。
汽车工业显然已经失去了根源。 赢得群众的无马车是一项重大的努力。 该行业做了什么？ 他们在许多城市建立了赛道，并资助越野公路集会，以增加对汽车的接触。 随着时间的流逝，电影明星和知名度很高的名人引起了人们对快车的兴趣和喧嚣声。
面对现实吧，在我们的商业世界中，魅力和嘶嘶声常常会弥补不完美的价值主张。 在缺乏吸引力的情况下，电动汽车的大规模采用需要令人信服的价值主张。 可悲的是，仍然需要CPA来解释通过购买EV而不是内燃（IC）汽车可以在10年后变得更好的情况。 对于车主和公用事业而言，可能还有另一种方式来实现当前所需的增强价值，以使电动汽车的选择更具吸引力。 这称为托管收费。 就增加电动汽车采用率而言，此策略并非像让电动汽车具有自己的大众吸引力那样简单， 但如果分布式能源的增加表明， 管理充电可能是电动汽车市场所需的促进剂。
托管式充电涉及电动汽车充电的客户或中央控制，以促进车辆-电网集成。 这一运动将电动汽车视为DER价值链中的重要且潜在的主导因素，包括参与批发市场服务。 价值主张有两个： 电动车所有者通过市场参与实现更大的经济效益，公用事业通过管理收费和需求响应来优化现有基础设施。 如果我们有其他有组织的辅助服务产品的经验可以证明，参与批发市场将为电动车所有者创造比特殊的收费率或其他典型的电动汽车促销更大的价值。进一步， 尽管电动汽车专家仍然乐观地预测，到2030年电动汽车的充电需求可能会超过可用容量， 但值得记住的是，建立新的分销能力（ 尤其是在城市和郊区）可能需要十年甚至更长的时间才能批准和建设。 受控的充电应有助于确保有限的充电和分配容量不会将电动汽车的大规模部署推迟到2030年以后。
电动汽车是围绕电网发展和电力工业未来的更广泛讨论的一部分。但是，即使根据坚定的拥护者，将管理性收费概念转变为主流实践也需要在多个方面进行额外的学习和适应。 正在进行的研究领域包括： 量化管理收费的价值及其可扩展性； 确定最合适的技术和标准； 评估与车辆-电网集成和车辆负载控制有关的价值和问题；以及与主动收费与托管收费相关的权衡评估。 最后， 类似于IEC 61850促进的变电站通信和系统协议的标准化， 利益相关者可能需要建立通用的托管收费开放协议或协议集，以简化实施，降低成本并避免与托管收费聚合计划相关的资产搁浅。
电动汽车界人士认为，电动车的市场份额也开始迅速上升和实用程序可能无法满足车辆充电需求。 尽管仍在进行中，可能还不是“轻松”的解决方法，但有管理的收费可能会改善电动汽车的现状，并最终使许多人预测电动汽车的增长。 此外，管理性收费应有助于防止公用事业配送基础设施成为电动汽车增长的瓶颈。
