全國各地對于發展氫能的熱忱空前高漲，各地政府不惜重金組織氫能會議會展，打造氫能產業園區，媒體給氫能賦予耀眼的光輝，氫谷、氫島、氫都、氫園、氫媒、氫經濟遍地開花。上海、江蘇、天津20多個省市出臺扶持氫燃料電池政策，1輛氫燃料電池汽車竟然可以拿到百萬元的補貼。一些專家們把氫能說成最理想、最清潔、最高效、取之不盡用之不竭的能源，稱其為傳統能源的終結者。這種亢奮反映了一個問題，我們的干部、專家、企業、媒體人有待于正確認識氫能，并提高必要的科學素養。

當今的宇宙中75%的物質是遙不可及的氫。我們所知的所有元素追根溯源都是從氫演而變來，在宇宙大爆炸之后不到十秒，宇宙在30億度的高溫下首先形成了氫元素，隨著溫度的繼續下降，此后所有的元素都在氫的聚變中逐步形成。宇宙中的氫物質雖然無窮無盡，但對于人類似乎遙不可及。電影《流浪地球》就是描述在奔向新家園的地球行將被木星吞滅，人類通過引燃木星大氣層中的氫和地球大氣層中的氧的接觸混合的部分，產生爆炸將地球推離了木星。

宇宙中雖然充滿了氫，可我們所在的地球上獨立存在的純氫卻少之甚少。因為氫的活躍性，它不僅隨時可以和地球上豐富的氧進行化學反應，也可以和各種物質形成化合物質。我們今天能夠獲得并使用的氫，都與電力、蒸汽、汽油、柴油一樣，是需要進行加工轉化的“二次能源”，有的甚至需要用二次能源的電再次加工。

作為能量，要送達需求終端的載體只有三種物質，碳、氫和電子。而碳和氫的利用都需要氧的參與，盡管地球上存在大量的碳，宇宙中存在大量的氫，但如果沒有氧，這些碳和氫以及碳氫化合物，也無法成為我們可以利用的能源。氧雖然不能直接燃燒，但在能源利用中似乎與碳氫同樣重要。發射航天器的火箭最理想的動力是氫氧發動機，火箭需要同時攜帶大量液氫和液氧，將其氣化混燃形成巨大推力。

電能是終端能源最主要的利用方式。利用碳和氫以及碳氫化合物，除了直接轉化動力，主要的部分要轉換為電能才能適應今天人類文明的需求。我們的手機、電視、電腦、空調、電梯只能依靠電能，卻不能依靠氫能。即便是可控的氫同位素的核聚變，以及直接利用太陽核聚變的能量，也是要轉化為電能才可能被利用。

氫能無法替代電能的能源樞紐地位。氫能與電力都是二次能源，優劣只能相互對標。說氫能“最理想、最清潔、最高效”顯然存在問題，就常識而言，氫能再理想，再清潔，再高效，也無法超越電能。氫直接燃燒利用，受內燃機技術的局限，效率不可能太高。氫氧燃燒轉化動能的高溫會將空氣中的一部分氮和氧變為有害的氮氧化物。使用燃料電池技術雖可避免燃燒，也是要把氫能轉化為電能才能再加以利用，所以氫能在終端無法直接利用，必須轉化為電能，若說氫比電更理想、更清潔、更高效是沒有意義的，也是自欺欺人。

氫的生產和轉換需要消耗大量能源。無論是電解氫，還是通過化工技術轉換氫，甚至靠生物技術轉換氫，都需要大量消耗二次能源與一次能源。1立方米氫氣的熱值是3044大卡，按熱力學第二定律將環境溫度的水電解為氫，每立方米氫氣需要的能量不可能低于3044大卡，也就是說不會少于3.54度電。這還是一個效率達到100%的理論極限值，如果用少于3.54度電的能量生產出一方氫氣，就等于成功造出了“永動機”，實現了電視劇《特赦1959》里戰犯黃維將軍的夢想。實際的效率大約在54%，大約需要6.5度電。韓國科學家宣稱他們可以將電解氫的效率提升4倍，但需要將電解水的溫度提升到700-1000°C，這同樣需要消耗大量能源。我們現在使用超超臨界發電機組，主蒸汽的溫度只有600°C，發電效率是45%；700°C高效超超臨界機組，發電效率將可能超過50%，但是鍋爐、主蒸汽管道和汽輪機大部分材料都需要更新，投資增加極大，經濟性將很難具有競爭力。

儲氫也是高能耗、高成本。電解氫之后，我們儲存氫有三個途徑，金屬儲氫、壓縮儲氫和液化儲氫。金屬儲氫利用金屬與氫的氫化化學反應，將氫原子吸附到金屬合金物質中，一個單位體積的儲氫金屬材料可以吸收自身體積1300倍的氫氣。但是，制造這些儲氫材料需要大量昂貴的稀土或稀有金屬，需要使用99.99%的純氫，使用壽命存在很大的不確定性；壓縮儲氫需要將氫壓縮到70-98MPa甚至更高，不僅儲氫容器制造工藝成本要求極高，還存在泄漏、爆炸的安全隱患，壓縮這些氫氣消耗大量能量。甚至有專家認為與其將這些能量壓縮氫氣，不如直接壓縮空氣直接作為汽車的動力。法國2013年推出的壓縮空氣汽車只需要一罐150升300MPa壓力的普通空氣就可以行使超過100公里，印度塔塔也推出了相應的產品；將氫液化需要-253℃的超低溫度，液化1公斤氫氣大約需要10度電，而再氣化同樣需要大量的能量，而超低溫對材料的要求更加嚴格。

氫燃料電池系統效率并不高。燃料電池氫轉化為電的效率通常在45-60%之間，而天然氣發電的效率已經達到65%。60%是較為理想化的轉換效率，由于燃料電池的散熱、啟動、停機以及制氫、壓縮儲氫還需要不少電能，實際運行的效率要更低一些。認為氫能燃料電池理想、清潔、高效的基礎是建筑在大量廉價的可再生能源電力的基礎之上。所有支持發展氫能的專家都認為發展可再生能源一定會存在大量棄風、棄水、棄光矛盾，他們篤定這一矛盾無法解決，將這些丟棄的可再生能源電力通過氫能轉換加以利用最為理想。但是，這些年隨著電網技術的進步和管理水平的提升，改革也在逐步打破利益壁壘，丟棄可再生能源電力的現象逐年下降。而發展智能電網技術的目的之一，就是要徹底解決這一矛盾。

發展電動汽車是智能電網解決可再生能源充分利用的關鍵途徑。可再生能源都存在不穩定和不確定性，與電力的需求存在不匹配的矛盾，要解決這一矛盾就需要電網具有儲能能力。氫燃料電池系統是要將多余的電能轉化為氫，把氫壓縮儲存，在需要時再轉化回電能。而電動汽車的蓄能電池不需進行能源相變轉化，直接將電能儲存，直接在需求時放電利用。通過制氫、儲氫和氫燃料電池轉換電能，是把一個簡單的問題復雜化了。蓄能電池與燃料電池相比，不僅在用電高峰及時反補電網，而且可以在用電低谷吸儲多余電量，可以實現電動汽車與電網柔性互動。2030年，中國預計將有2000萬輛電動汽車，如果每輛車可以與電網互動10千瓦時，就等于讓電網擁有2億千瓦的削峰填谷能力，將是2020年預期抽水蓄能電站容量的5倍。

日本為什么熱衷向中國展示氫燃料電池汽車技術？這一輪對中國對氫能的熱忱源自2018年5月國務院領導訪日，在安培首相的陪同下，中國政府領導人參觀了位于北海道的苫小牧市的豐田汽車工廠。一向對中國技術嚴格封鎖的日本突然一反常態，將他們最先進的氫燃料電池汽車技術展示給中國，并表示愿意提供相關的技術，以支持中國發展氫能技術。日本這一反常態的舉動，一方面讓中國看到日本技術先進性，另一方面也讓人心升狐疑。

小布什“能源獨立”的氫能戰略何以不了了之。美國通用汽車公司早在1974年就首次提出，以氫為能源構建未來氫經濟社會。剛進入21世紀，由于中國的經濟崛起并帶動全球經濟的持續繁榮，使全球石油需求開始一路飆升，小布什總統利用“911”事件和出兵伊拉克成功將美軍部署海灣地區，同時利用阿富汗戰爭威懾了世界能源的接力地區中亞地區。但代價非常巨大，且難以長久支撐。此時，美國重新提起“能源獨立”夢想。很多美國能源專家、能源部的官員們和企業都認為下一個時代將是“氫能”的時代，提出在美國建立一個全新的氫能系統，平行并最終替代現有的油氣系統。發展氫動力汽車，發展制氫產業，修建氫管網，建設加氫站。小布什政府出臺多項計劃推動氫能技術和發展氫經濟，但由于構建這一全新的系統投資極為巨大，且技術非常不成熟不確定，最后只能不了了之。奧巴馬總統上任之初也曾關注這一技術，但后來的各種節能技術進步和頁巖革命改變了美國石油的對外依賴趨勢，氫經濟時代的構想向放飛的氫氣球不知所終了。

任何一種先進能源技術沒有基礎設施的依托將難成氣候。日本對于美國的市場依賴極大，美國如果發展氫經濟，日本的氫技術若不能更勝一籌就會失去美國市場，這是日本政府和企業非常擔心的問題。從小布什總統時期開始，日本就開始儲備技術，培育人才，研發產品。此后，日本曾匯聚舉國的能源專家和科學家研判未來技術趨勢，大家基于當時的技術、材料和安全性等判斷，得出結論是純電動汽車的技術局限性，最終將無法與氫燃料電池競爭。這一結論讓豐田這樣的大企業將寶都壓在了氫燃料電池技術上。在政府有力的領導下，企業持續高額投入，日本的氫燃料電池技術突飛猛進，技術獨占鰲頭。但未想美國對氫釜底抽薪，到了特朗普就更加不重視，不僅無視氣候變化，而且政府直接支持煤炭、油氣這些傳統能源行業。如果美國不再發展氫經濟，不再建設氫能系統，單靠日本市場，技術再先進也難成氣候，沒有基礎設施依托再先進的技術都是海市蜃樓。當然，這個地球上能夠構筑一個覆蓋全社會的氫能基礎設施，包括：制氫、輸氫、儲氫、加氫、氫燃料電池、氫能汽車等還有一個國家，這就是中國。如能把中國忽悠上船，日本前期的投入就不會付之東流。

必須讓中國同舟共濟才能實現日本利益的最大化。豐田公司宣布無償開放其持有的燃料電池車相關專利。明確宣稱，在燃料電池車推出的最初階段，豐田應該將普及放在最優先的地位，所以與現在正在推進燃料電池車的研發和銷售的汽車廠家，以及建設加氫站的資源企業之間的協作非常重要。當然，日本相信給你專利也未必能造出產品，造出產品也未必有達到他們的質量，達到他們的質量也未必能夠與日本持續競爭，即便能夠競爭也未必能夠超越日本后繼技術進步的速度。但無論如何首先是讓中國先上船再說，那么中國該不該上這條船？

德國三大汽車企業：未來屬于電動汽車。全國政協副主席、中國科協主席萬鋼曾經在科技部長任上大力推進了中國的電動汽車的“彎道超車”，推動中國成為全球電動汽車發展最快，制造能力最大，保有量最多的國家。據說他在德國奧迪汽車公司就職時就是研究氫燃料電池汽車，他在今年7月召開的“世界新能源汽車大會”上認為，燃料電池汽車是市場的最佳選擇。德國對氫燃料電池技術的研究比日本更早，現在行銷諸多國海軍的德國AIP潛水艇就是采用了燃料電池技術，而日本采用的是瑞典的斯特林外燃機技術。但最近，在德國汽車工業協會召集下，德國汽車巨頭高管們進行深入磋商，最終就汽車行業未來策略達成一致。大眾、戴姆勒、奔馳和寶馬一致決定：未來屬于純電動車。

德國人為什么不選擇氫燃料電池汽車？日本人千算萬算沒有想到電池儲能技術的進步超出他們的預期，他們機械地認為儲能電池的瓶頸無法突破。埃隆·馬斯克曾經說：“不要相信業內專家告訴你技術已經登峰造極，任何技術都可能存在創新突破的巨大空間。”線性思維是日本人的一大局限性，這一點遠不如美國的科學家的天馬行空的創新思維。特斯拉采用的就是日本的儲能電池技術，將純電動汽車的行駛里程提升到600公里，與傳統燃油車別無二致，而豐田最暢銷的Mirai氫燃料電池汽車續航也不過500公里。馬斯克讓氫燃料電池汽車陷入了“既生瑜，何生亮”的尷尬境地。電力系統經過百年來的持續建設已經非常完善、非常普及，再投資千萬億建設新的平行能源系統也難以與之競爭。而人類可預見的未來，電力系統也不可能被淘汰或替代，基于電力系統的交通體系不僅可以更便捷的獲得能量，而且可以與電力系統互動交融，讓電力系統的利用效率更高、更安全、更經濟；讓交通系統更清潔、更便捷、更廉價。

氫燃料電池汽車只是更復雜、更麻煩的電動汽車。氫燃料電池汽車其實就是電動汽車，動力系統與電動汽車沒有區別，區別僅在儲能系統，增加了一個高壓氫氣瓶，增加了一個燃料電池堆，但它比純電動汽車復雜的多。一個氫燃料電池汽車一般要安裝一個30-80千瓦的燃料電池堆，而我們目前的汽車的功率都在90-180千瓦的動力，單靠燃料電池的功率顯然不夠，一方面是燃料電池的價格太貴，另一方面也是汽車在加速時需要大功率輸出，而低速行駛和巡航時不需要太高的功率。據美國能源部測算，目前燃料電池成本已降到500美元/千瓦。專家估計，燃料電池成本只有降至50美元/千瓦才可能有市場競爭力，這還需要很長一段時間。要解決這個矛盾就要配套安裝足夠的蓄電池組或超級電容，讓燃料電池相當于一個續航增程發電機。這使氫燃料電池汽車除了電力驅動系統和電池儲能系統外，又多出了燃料電池系統和儲氫系統，以及更加復雜的控制系統。既然有了電池，加氫就不是唯一的能量加注入口，充電可能成為平行的能量加注入口，而充電比充氫要便捷的多。也正因為如此，氫燃料電池汽車并沒有改變純電池汽車的安全問題，反而增加了新的安全問題。

氫燃料電池是否可行不能建筑在假設純電動汽車技術瓶頸無法突破之上。至今為止，支持氫燃料電池技術的觀點很大一部分是主觀認為純電動汽車目前的技術瓶頸將不可突破。純電動汽車由于應用量大，研發投入大，技術相對簡單，所以技術進步更快。目前，將氫能去替代純電動汽車是不是一個正確的方向？受到廣泛質疑。純電動技術的電池受氣溫影響，在南方使用問題不大，在北方氣候寒冷地區存在的問題較突出，駕駛體驗不是很好，主要是低溫環境下電池效率下降和駕駛室加溫耗電大。普遍的觀點認為在北方應發展插電式混合動力汽車，在一定程度上氫燃料電池汽車適合替代混合動力汽車。但是，電池技術也在不斷進步，有朋友去南極北極旅游，在低溫環境下使用蘋果手機的常常會無法開機，而華為的情況要好得多，有專家說這與電池中的含氟量有關，氟鋰電池在低溫下的性能有非常大的改善。電力部門認為如果充電樁能夠更加普及，達到每車一樁，利用電能給電池加溫給車輛預熱也可解決這一矛盾。此外，電動汽車還在發展換電模式，解決充電時間、蓄電池使用壽命、電池梯級利用等矛盾，更換電池僅需幾分鐘，一旦電池標準化換電可以在各個停車場、充電站、加油站進行，對客戶更加方便。而加氫有沒有可能比充電更加便捷？

氫燃料電池卡車是否能夠打敗純電動卡車？普遍認為電池組重量太大，充電時間太長，不適合作為重載卡車和長途客車的動力系統。但去年奔馳推出了純電動卡車eActros，有18噸和25噸兩個版本，由11塊電池組提供最大扭矩485Nm的動力，續航里程200公里。奔馳還推出續航400公里的eCascadia，這兩型卡車都將在2021年投產。特斯拉Semi最大載重8萬磅（36.29噸），滿載下0-96公里加速20秒，滿載最高時速105公里，最大續航里程800公里，每英里消電小于2度，充電30分鐘可滿載續航640公里。而且這些車輛都可實現無人駕駛。輕型電動卡車在北京早已滿街跑了，各種品牌的純電動卡車和公用事業車輛基本滿足了城市需要。為解決卡車續航需求，德國開始考慮在國內主要高速公路上架設輸電纜，卡車和長途客車可向北京的無軌電車一樣靠一條“辮子”接受電能，使續航里程成為無限。

氫能技術需要更合適的市場定位。我們講述上述問題，并非是要將氫能和氫燃料電池技術說的一無是處，而是要告訴大家氫能技術需要鎖定更適合的市場定位，不要以己之短搏彼之長。海闊天空任鳥飛任魚游，氫燃料電池不需要把自己拴在地面上與純電力技術去死拼，氫能和燃料電池技術將在天空、大海和工業領域。5G技術將再次解放生產力和人，智能技術可以實現汽車的無人駕駛，而一旦實現無人駕駛我們為什么還要繼續在地面緩緩爬行？就智能駕駛技術而言，智能近地飛行比在擁擠的道路上智能駕駛更加安全高效。需要解決的問題是提高交通工具的動力系統的質量能量密度，也就是說，誰有更輕的重量和更高的能量，誰將占據優勢，這恰恰是氫燃料電池戰勝純電池技術的優勢。去海南潛過水的朋友都會對南海水下五顏六色的珊瑚和熱帶魚類記憶猶新，如果我們能夠乘智能潛航器去海底旅行，而不用擔心溺水危險將是多么美好的體驗。氫燃料電池作為智能潛航器的動力系統是非常理想的技術。氫燃料電池動力的火車或許更加適合青藏高原等邊遠地區，未來也可能更加適合船舶動力，總而言之，與電動汽車競爭沒有優勢。

加氫站相繼爆炸增加了氫能發展的不確定性。9月26日，路透社報道，雖然韓國政府在大力推廣氫燃料電池汽車，但韓國蔚山市的投資者將僅開業1年的加氫站關閉。在韓國投資一個加氫站是快速充電站的6倍，政府會補貼250萬美元，即便如此如果沒有持續補貼來維持運轉也將難以為繼。今年2月韓國江原道儲氣罐爆炸造成2死6傷，摧毀了一個足球場大小的建筑。6月挪威也發生類似爆炸，現代和豐田都不敢在那里再銷售氫燃料電池汽車。氫爆炸的威力有多大？可以從我們的記憶中搜索一下，當年福島核電站主廠房一個個被炸上天際，其實不是反應堆的核物質爆炸，而是發電機組冷卻的氫氣泄露引發的爆炸，可見其爆炸的威力。若不能保障加氫站的安全，所有的故事都是扯淡，而氫是最活躍的易燃易爆氣體，誰又能確保它不出事故？

氫時代仍遙不可及。文在寅總統將氫動力稱為韓國“未來的面包和黃油”，計劃到2030年在韓國普及85萬輛氫燃料電池汽車，而到目前為止僅僅賣出了3000輛。政府原計劃建造114個加氫站，因業主擔心爆炸僅落實了29個，還有人中途撤火。到目前為止，全球的氫燃料電池車保有量也不到1萬輛，全球加氫站不過400余座。號稱已經進入氫能時代的日本，信誓旦旦地要到2040年達到保有量500萬輛。但吹了這么多年，日本的氫燃料電池車保有量不過幾千輛，加氫站不到100個。日本公布計劃，2020年全國加氫站計劃建成160個，2025年320個，2030年900個要支撐80萬量的保有量。顯而易見，說日本進入氫能時代，還不知道是猴年馬月的事情，顯然是一些媒體的眼球博文。日本的氫燃料電池汽車銷量與中國每年銷售上百萬純電動汽車，2020年達到500萬保有量的進度相比都不過是小巫見大巫。

回歸常識是我們發展氫能技術的基點。實事求是是我們認識問題和解決問題的原則，也是中國能夠取得成功的關鍵。將氫形容為終極能源，將其描繪為最理想的可再生能源都是違背了基本常識的。一些地方政府為了發展經濟，好大喜功好高騖遠，不是積極解決現實存在的提高能效和降低污染的矛盾，而是將大量資金投資投入到一個應用場景仍不明確的技術。一些專家為迎合這些地方的領導，將那些違背科學常識的觀點四處散布。一些企業以技術創新為名獲取政府資金，利用項目跑馬圈地。但他們真的相信氫能在未來能夠替代電能成為人類終極的能源嗎？

氫能只是我們未來能源的一部分。人類發展到今天，還沒有一種能源被完全替代，即便是薪柴今天也在繼續被利用，所有的能源技術都會不斷進步，但每一種能源都要找到它合適的應用場景。說發展氫能是因為其他能源即將消耗殆盡的說法也是不切實際的，以全球最緊缺的石油來說，2018年儲采比是50年，而2006年僅為40.5年，消費量在此期間卻增加了14.3%。地球上的石油、天然氣、煤炭都不存在終結的問題，風能、太陽能、水能等可再生能源更是無窮無盡，而且這些能源都已電能的形勢并入我們的電力網絡，這些能源隨著技術的進步，成本在不斷下降，而智能電網技術和儲能技術的發展，特別是各種需求和分布式可再生能源的深度融合，讓能源消費者成為生產者，在數字技術的控制下讓能源的生產和消費融入智慧，而且越來越向電能集合，會通過電能跨入信息、交通、建筑、農業、生態、金融等各個領域。氫能將如何定位？如何融入這個系統？這是需要大家首先想明白的問題。