氢能：新能源的希望之星

清华大学研制的氢燃料电池城市客车

在东京国际氢燃料电池展览会上，氢燃料电池汽车成为展会亮点

    北京西北角，中关村科技园区永丰高新技术产业基地，我国第一座以促进氢能综合利用、氢能教育及科普、氢能研究新成果展示与推广为宗旨的示范园————“北京氢能示范园”正在建设。不久前，该示范园一期工程正式投入使用。专家评价，此举将对推动我国氢能以及氢能汽车技术发展，推动氢能汽车实现产业化，起到积极作用。

    氢能以其清洁、安全、高效的特点受到了越来越多的关注。许多科学家认为，氢能在本世纪有可能成为世界新能源舞台上一颗举足轻重的“希望之星”。正是看好了氢能的“明星”潜质，世界各国纷纷加大科研力量和资金投入，对氢能的开发和利用展开研究。

    高效清洁的新能源

    氢能是一种高效清洁的二次能源，具有许多独特的优点：首先，氢能来源广泛，可以从化石能、核能、可再生能源中制取，有利于摆脱对石油的依赖；其次，氢能作为燃料，能在传统的燃烧设备中进行能量转化，与现有能源系统易兼容；第三，氢能通过燃料电池技术转化能量，比利用热机转化效率更高，而且没有环境污染；另外，氢能能够储存，可以与电力并重而且互补。

    利用氢能已不是什么新鲜事儿。在我国航空航天领域，“两弹一星”中的液氢液氧研究都是对氢能的利用，不过，这属于高技术领域，离我们的生活还有点儿远。在民用工业领域，燃料电池技术作为氢能的理想转化装置，近年来发展迅速。

    氢能燃料电池的原理是使用氢气作为活性物质，与氧气(或空气中的氧)发生电化学反应，在清洁的状态下获得直流电能的发电装置。

    清华大学汽车安全与节能国家重点实验室的王贺武博士告诉记者，目前，燃料电池是氢能利用最好的技术，具有无污染、高效率、适用广、无噪声、能连续工作和积木化组装等优点。使用氢能燃料电池的汽车排放出的是水，可真正实现零排放。

    不过，氢能能否真正被广泛应用，氢气的制取、储存和输送等技术研发，显得尤为重要。目前，氢气制取消耗一次能源造成成本过高，而氢气的储存和输送还没有好的办法，利用金属氢化物储氢率太低，高压罐储氢耗能又太高。

    因此，有关专家认为，要顺利推进氢能和燃料电池的产业化，从氢能的生产、储存、运输到相关基础设施与产业体系以及标准的建立，都要经过长期、艰苦的科技攻关。 

    世界各国加大投入

    世界各国对氢能研究开发的升温，开始于20世纪90年代燃料电池技术的快速发展。目前，美国、欧盟、日本等都从可持续发展和能源安全的战略高度，在国家能源战略层面上制订了氢能发展的路线图，并不断加大对氢能和燃料电池技术研发的投入。

    据王贺武介绍，2002年，美国能源部就提出了《向氢经济过渡的2030年远景展望报告》。目前，美国能源部正在实施“自由汽车计划”和“氢燃料导入计划”，以支持氢能和燃料电池及燃料电池汽车研发与示范。从2003年起开始实施的“自由汽车计划”，预计5年内投入12亿美元。2005年8月，美国国会通过了新的能源法案，氢能被列入“主流能源”选择之一，并将到2020年时投入37亿美元用于氢能的研发、示范和税收优惠

    在氢能和燃料电池研发上，欧盟也不断加大投入。欧盟在2003年制订发布了《欧盟氢能路线图》，计划在未来5年内投入20亿欧元，用于氢能、燃料电池及燃料电池汽车的研发示范，并创立欧洲氢燃料电池合作组织，实施了“欧洲清洁城市交通项目计划”，在阿姆斯特丹、巴塞罗那、汉堡、斯图加特、伦敦、卢森堡、马德里、斯德哥尔摩、波尔图等9个城市各安排3辆燃料电池公共汽车试用。目前，欧盟正在启动有关氢能和燃料电池汽车技术研究的“框架七”计划。

    对新能源开发从不落后的日本，从1993年起就开始实施“世界能源网络”计划，深入研究氢能及其基础设施技术，希望到2020年逐步推广氢能。2004年，日本在《新产业创新战略》中将燃料电池列为国家重点推进的七大新兴战略产业之首。据了解，近5年来，日本产业经济省平均每年投入约2.7亿美元用于燃料电池相关项目研究。目前，日本正通过开展燃料电池汽车的标准、规范、法规、认证制订工作，扎实推进其产业化。

    另外，加拿大和巴西也都希望利用廉价水电推广氢能；人口仅28万的冰岛早在1999年就提出，到2030年让全部机动车和渔船使用氢燃料电池，此外冰岛还成立了由汽车制造商和电力公司组成的新能源联盟，他们计划在冰岛国内建立完全使用氢燃料的系统，并能够出口氢燃料。

    我国着力自主研发

    近年来，我国也对氢能和燃料电池技术研究给予了稳定的支持。国家“863”计划设立了氢能技术和系统技术开发课题，“973”计划设立了氢能基础研究项目。科技部从2001年开始组织实施以燃料电池汽车研发为重要内容的“电动汽车重大科技专项”，作为“十五”的12个国家重大科技专项之一，国家投入近9亿元。

    通过科学家们的努力攻关，我国氢能和燃料电池技术正在不断发展。继德国、美国、日本之后，我国自主开发出燃料电池系统及燃料电池轿车和城市客车，其关键技术指标与国际先进水平相当。王贺武表示，在科技部“电动汽车重大科技专项”和氢能源燃料电池领域项目支持下，清华大学汽车安全与节能国家实验室已经自主研发了5辆燃料电池城市客车，它们的关键技术指标优于国际主流车型，而造价只有国外平均水平的1/4，累计运行里程已超过5万公里，引起了国内外的广泛关注。他说：“这5辆采用氢能燃料电池的公共汽车，有望为2008年北京奥运会服务。”以研发燃料电池轿车为主的上海同济大学，自主研发出的“超越3号”燃料电池轿车去年6月在第8届必比登清洁能源汽车挑战赛上取得了优异成绩。

    在加紧氢能和燃料电池自主研发的同时，我国还积极参与国际合作。2003年11月，包括我国在内的15个国家和欧盟共同发起“氢能经济国际合作伙伴”计划，以协调和促进世界各国在氢能和燃料电池方面的研发工作。另外，在联合国发展计划署和全球环境基金的资助下，科技部、北京市和上海市政府联合实施“中国燃料电池公共汽车商业化示范项目”，采用全球招标方式购买了3辆燃料电池公共汽车，目前已在北京试运行。

    王贺武认为，目前，我国在氢能和燃料电池技术领域取得了一系列成果，研发水平排在第一梯队，仅次于日本、美国、加拿大、德国。但是，我国氢能研究起步较晚，在基础研究、仪器设施、应用体系、开发路线、研发经费等许多方面与这些国家还有较大差距。因此专家建议，应加大投入、加强基础研究、加快突破核心技术，以使我国氢能和燃料电池研究在世界竞争中处于有利地位。