隨著電動汽車的蓬勃發展，蓄電池應用的優缺點也被人們廣泛熟知，電動汽車對外界溫度的敏感導致續航里程的焦慮及充電時長成為限制人們選擇的主要因素。人們期待著氫能源動力能走向實用，享受那種續航長、充能時間短、儲運便捷的酣暢的行駛體驗。隨著西方發達國家在氫動力民用方面的先行實踐，中國的氫能源東風也驟然卷起，首屆北京氫能產業大會暨京津冀氫能產業發展高峰論壇會議上，聆聽了來自氫能產學研界的多位科學家及專家的精彩發言，就普通民眾可能涉及對氫能的認識和了解方面的疑問，通過整理專家的發言，給予讀者以深入解答。

氫能一般性問題：在會議上，對于氫能源的利用，專家們多以液氫這個詞來提氫能源的利用，我們熟悉的氫氣在動力應用上，為什么要以液體形態存在？氣體液化，是一件容易的事情嗎？

專家解答：與其他新能源比，氫能具有明顯的優勢就是穩定高效，氫的能量密度很高，是化石能源的三倍，這意味著只要用三分之一的的氫能就可以產生相同數量的能量。氫能也十分豐富，大量存在于宇宙之中，它幾乎是所有植物和水的第一元素；與核能或天然氣不同，它沒有任何有害排放物，一旦被用作能源，它就可以轉化為水，這就是氫能最受追捧的原因。

氣氫液化是儲能節流和安全的需要，同樣重量的氫氣,氣態與液態的體積相差幾十倍,汽車在使用氫氣時,儲氣罐內是液態,當通過調壓閥進入發動機氣缸時是氣態,跟我們家庭使用煤氣是一樣的道理。

但是，氫氣的液化是很難的，可以說是除了氦之外最難液化的一種氣體,與其他的低溫液化氣體相比，液氫需要的溫度更低，在零下68度以下，氣態快速加氫必須冷卻儲能才可以實現，這也是為什么我們要在加氫站推液氫的重要原因，但是液氫制取難，保存也難，因為它的沸點低，很容易氣化和蒸發，所以需要超級絕熱技術，這需要技術的進一步提升，如何獲得高密度的物理儲氫？目前國際上只有兩個途徑，要么在極低的溫度下獲得液氫，要么在較高的壓力下獲得濕冷高壓氫。

氫能引申性問題：氣體氫很難液化，液化氫又很難保存，由此看來液態氫的獲得成本是極高的，那么，氫能利用的這種特點，是否對其普及和民用造成阻礙？

專家解答：這涉及到了液氫產業的規模效應問題，凡做過低溫行業的技術人員都知道，低溫工程具有規模效應，規模越小，能耗越高，越不經濟。 只有具有超大規模的時候，低溫工程的經濟性才能凸顯出來。當規模到了足夠的程度之后，液氫的經濟性是超乎想象的。中國擁有廣博的土地、富饒的資源和數量眾多的人口，因此可以做得到全球最大的規模，最大的市場，液氫的成本是隨著生產規模的擴大顯著降低的，因為不同規模的液氫工廠，它的綜合能耗差異是巨大的，一天幾噸、十幾噸的規模，主要還是應用在科研實驗領域，真正工業化、大規模甚至國際貿易領域的企業化規模，都是在百噸以上的，而當到了百噸以上的規模，不僅液化氫能耗每公斤可以降到六度電，而且固定設備工廠的投資成本也會顯著降低，所以，氫能普及利用勢在必行，利用越廣，成本越低。

氫能成本問題：會議上，專家們提到美國的液氫比較便宜，那么美國氫能便宜的原因是什么？中國目前階段要獲得低成本液氫有什么便捷的途徑？

專家解答：獲得低成本液氫有三個要素——就是廉價的氫源、 廉價的工業電價、液化規模。 在很多發達國家民用電價和工業電價是倒掛的，而在我們中國，為了國計民生和維穩，民用電價反而比中國的工業電價要便宜得多，所以在國內，直接用上網的工業電價液化氫是做不出經濟性來的，工業電價高，是我們國內液氫成本居高不下的重要因素。中國最便宜的電價在可再生能源的發電端那里，比如廣闊的西部風光電源地帶和東北部的海潮電源地帶，那里有最便宜的工業電價和最廉價的氫源，那才是施展氫液化和液氫儲運的廣闊天地。中國有自己的發展液氫的邏輯，就是西氫東輸和海氫登陸。中國有最好的可耐生能源的資源，電解水制氫純度非常高，中國的高端制造業也更適合氫的液化。

關于電解水制氫，氫源會遠比化工氫更加優質，所以西部江北地區光伏發電、東部海上風電、將來成為在甲醇和氨之外第三條重要的儲運和能源轉移路徑。中國發展液氫的戰略不僅僅是為了能源，更重要的是為了整個工業體系的高質量發展，因為液氫可以帶動工業及電子氣體、化工、半導體這些行業的高效發展，而液氫在濾氫產地液化，消耗的電費低，到了終端加氫站，又節省了上網的工業電價，而在加氫站中，液氫應用帶來的各種各樣的變化，就不僅僅是車載動力的一個貢獻了。

氫能儲運問題：專家們提到大規模液氫的儲存和運輸是氫能源未來的發展方向，那液氫的大規模儲運是怎么做的？是跟原來液化天然氣一樣嗎？

專家解答：液氫的大規模儲運跟液化天然氣的儲運有相似的地方，有接近的地方，也有升級的地方。 液氫罐車和當年的液化天然氣罐車一樣，非常的靈活方便，而且容積最大可以做到53.6立方，它比液氫40英尺罐箱在相同外擴尺寸下可以有更多的運輸體積。

但是液化天然氣轉出很容易，因為液化天然氣的溫度在空氣的液化溫度以下，它不受空氣的影響，而液氫溫度遠低于空氣的沸點，空氣進入形成顆粒物會影響到安全，因此液氫少轉入一次就少一次風險，少一次氣化排放的經濟損失。而液氫罐箱的聯運，雖然在運輸的終端比罐車的效率低，但是在全產業鏈上，它的效率和安全性會比罐車的運輸效率更高，安全性更高。所以發展液氫罐箱是必要的，但是發展液氫罐箱還需要許多基礎工作要做，沒有船，沒有站，沒有海上接收站，就無法實現液氫的海上貿易。有了船和接收站，就可以把大連東北地區的濾氫液化了之后，通過內陸的海岸線運到南方來，只有這樣，罐箱多式聯運零換裝才會比罐車更方便更經濟。雖然罐箱比罐車少裝了大概10%到20%的液氫，但是對行業格局、對產業思路的打開提供了一個非常好的途徑，因為罐箱的多式聯運，它可以節省掉中間液氫的轉出環節。

氫能應用問題：會議上，自六十年代起，中國的氫技術就在航天航空領域及運載火箭中一直利用，而如今氫能被民眾所廣泛的熟知，卻是因為在新能源汽車領域的利用，那么氫能市場化的趨勢和未來是怎么樣的？目前國內外氫能的應用情況到又是怎樣的？

專家解答：有的專家認為氫能應該重點體現在工商業和航空航天等科研領域，因為氫能開發的成本很高，新能源汽車目前和未來階段有電動汽車就可以了，因為電動車在技術領域很成熟，而且技術還在發展。但有的專家認為氫能應該是車載液氫先行產業化的，因為技術的普及是市場選擇的結果。沒有什么好的技術，只有更適合的技術，更適合用戶的使用習慣和民族復興的技術，因此，民用氫能的發展也應該首先是在新能源汽車領域實現突破的。

關于國內外氫能的市場應用情況，目前主要也體現在交通領域，且重點集中在液氫重卡領域，無論是在中國的福田還是歐洲的奔馳，都已經有了多種款型的樣車和產業化應用；而在軌道交通方面，在英國和韓國都已經有了列車上使用液氫的案例，因為針對大功率、長續時里程、高質量等氫能源特點，車載液氫絕對是一個非常好的選項；而在動力船舶里面，歐美也有大量的液氫動力船舶的設計和應用案例。至于我國，液氫未來是否要做深冷高壓，要看過冷液氫的發展和車載液氫的產業化程度，但不久的將來也能夠看到液氫動力船的影子。

除了動力以外，液氫高密度輕質量特點，還是飛機的剛需，因為上天的飛機對重量非常敏感的，它的自重和攜帶燃料容器的重量是按照克來進行計算的，比如海外飛行器用的液氫燃料罐，體積是人兩三倍的大罐子，一個成年人就可以很容易把它搬起來，而一個總重量67公斤的液氫儲罐可以盛裝超過150公斤的液氫儲氫密度，重量密度高達70%，是超大高壓車載儲氫密度的十倍；對于大型民用客機的電動化，液氫也是唯一的解決方案，這是因為它不僅可以實現高密度的液氫儲存，更可以在液氫溫度下實現超導，使得高功率的電動機系統能夠高效緊湊的使用，在液氫超導儲能方面，國外已經有了商業化的應用，取得了非常好的經濟效益。中國這樣一個電力大國，更會需要液氫超導儲能，液氫和超導的結合，將會給中國的電力系統、尤其是可再生能源上網儲能的系統翻開一個新的應用領域，帶給人們不一樣的世界。

氫能熱點問題：民用氫動力汽車，關注度很大，但目前少有氫載新能源車行駛在路上，民用氫能發展的瓶頸在哪里？如何解決這些瓶頸問題？

專家解答：民用氫能的發展是一個系統工程，需要有一系列配套的措施出來，比如成本和基礎設施問題，比如標準體系建設的問題，比如加注設備的調整問題、過冷技術提升問題等等，總之任何技術只要民用，就必須是各方面都很成熟的，必須是成本最低的，因此，工作就只能一步一步去做。

民用液氫的標準體系千呼萬喚始出來，現在已經有了很多，但標準偏向于裝備產品的安全問題，而針對于檢測的、安全管理的等等很多的標準體系還沒有出來，還是空白，這些都有很多的工作要做。有了液氫之后，儲蓄型加氫站的標準還需要進一步確定，國家在2021年出臺兩個強制性的加氫站標準，不管是單獨建設，還是與加油站、加氣站、核電站一起建設，液氫站都被列入了重要的組成部分。

而液氫的加注、高壓線的加注、甚至是適冷高壓性的加注比較簡單，它會比高壓加氣站適用性更廣，能夠面向所有的車輛廣泛應用。 這就涉及到液氫的過冷技術問題，只有過冷技術夠硬，才能夠實現安全的液氫快放加注。歐洲在液氫加注方面有兩個技術路線——升冷高壓加注和過冷液氫加注，實現過冷液氫，需要低于液氫的飽和溫度，而液氫還有一種更高級的形態叫做漿氫，它的過冷度更大、熱熔更高、密度更大，流動性跟液氫相當，在未來會是更重要的一個發展方向。

總結：

中國的氫能事業，民用方面依舊處于起步階段，未來發展任重道遠，由于氫能存儲條件嚴苛、本身具有易揮發易燃易爆炸等特點，使得氫液的大規模民用需要經過市場的不斷錘煉，安全方面也要做到萬無一失才行，因此必然路阻且長。同時，中國的氫能裝備制造領域依舊處于整體框架搭建完成階段，很多標準還沒有建立，盡管中國的氫能裝備制造企業負重前行，克服了一個又一個難題，取得了很多成果，但是民用氫能事業是個系統工程，依舊需要從地基砌就開始，面向未來無比輝煌的前景進發！