2026-04-22 23:39:28
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人類距利用“不需要付費的太陽能源”理想又前進一步。不久前,美國麻省理工學院教授丹尼爾·諾切拉的研究團隊宣稱,他們研製成一種功能穩定的“人造樹葉”(“artificial leaf”,也可譯作“人工樹葉”),bingjubeileyidingtuiguangqianjing。yeneirenshirenwei,nuoqielatuanduiderenzaoshuyeyidanpiliangshengchan,youwangtuidongjingjixiangyiqingnengyuanweijichudemoshifazhan。youguanzhuanjiabiaoshi,liyongqingneng,jiangchengweijiejueweilairenleinengyuanweijidezhongjifangan。muqian,oumeigeguoyijiangqingnengheranliaodianchiquedingweiweixijingjifanrongheguojiaanquandezhongyaojishuzhiyi,qingyouwangchengweiweixijingjidejichunengyuan。danzaiwoguo,yinweizhongzhongyuanyin,qingnengdeyanjiuliyongrengchuyuyanshijieduan,fazhanmianlinkunjing。jiezhimuqian,woguohaimeiyouxiangyingdeqingnengyuankaifaliyongxiangguanguihuajiluxiantu。qingnengdejinyibufazhanqidaizhengfuliliangdejijituidong。 西方各國熱捧氫能源開發利用 氫能被譽為人類的終極清潔能源。中科院理化技術研究所低溫技術實驗中心的李青博士對《經濟參考報》記者介紹說,氫是宇宙中最常見的元素,氫及其同位素占到了太陽總質量的84%,宇宙質量的75%都是氫。而氫能有望成為世界能源舞台上一種舉足輕重的二次能源。它是一種極為優越的新能源,其主要優點有:燃燒熱值高,每千克氫燃燒後的熱量,約為汽油的三倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍bei。燃ran燒shao的de產chan物wu為wei水shui,是shi世shi界jie上shang最zui幹gan淨jing的de能neng源yuan。氫qing氣qi可ke由you水shui製zhi取qu,而er水shui是shi地di球qiu上shang最zui為wei豐feng富fu的de資zi源yuan,這zhe一yi自zi然ran物wu質zhi的de循xun環huan利li用yong,演yan繹yi了le持chi續xu發fa展zhan的de經jing典dian過guo程cheng。 麵對全球能源枯竭的嚴重挑戰,氫能正成為世界各國研究的重點之一。 據(ju)悉(xi),美(mei)國(guo)已(yi)經(jing)將(jiang)氫(qing)能(neng)和(he)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)確(que)定(ding)為(wei)維(wei)係(xi)經(jing)濟(ji)繁(fan)榮(rong)和(he)國(guo)家(jia)安(an)全(quan)的(de)技(ji)術(shu)之(zhi)一(yi)。目(mu)前(qian),美(mei)國(guo)主(zhu)導(dao)氫(qing)能(neng)和(he)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)展(zhan)的(de)兩(liang)大(da)核(he)心(xin)部(bu)門(men)是(shi)能(neng)源(yuan)部(bu)和(he)國(guo)防(fang)部(bu)。美(mei)國(guo)能(neng)源(yuan)部(bu)的(de)目(mu)標(biao)包(bao)括(kuo),從(cong)現(xian)有(you)和(he)未(wei)來(lai)的(de)資(zi)源(yuan)中(zhong)獲(huo)取(qu)氫(qing)能(neng),同(tong)時(shi)推(tui)進(jin)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)研(yan)究(jiu);美(mei)國(guo)國(guo)防(fang)部(bu)的(de)研(yan)究(jiu)則(ze)主(zhu)要(yao)集(ji)中(zhong)於(yu)氫(qing)能(neng)和(he)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)在(zai)軍(jun)事(shi)方(fang)麵(mian)的(de)應(ying)用(yong),研(yan)究(jiu)重(zhong)點(dian)是(shi)質(zhi)子(zi)交(jiao)換(huan)膜(mo)和(he)固(gu)體(ti)氰(qing)化(hua)物(wu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)。美(mei)國(guo)各(ge)級(ji)政(zheng)府(fu)均(jun)提(ti)供(gong)大(da)量(liang)資(zi)金(jin),資(zi)助(zhu)科(ke)研(yan)機(ji)構(gou)進(jin)行(xing)氫(qing)能(neng)研(yan)發(fa)。 此外,美國企業對氫能也投入大量精力。美國專利局提供的數據顯示,從2002年開始,美國氫能源專利數量有所突破,2009年達到一次峰值,近幾年一直保持穩步上升態勢。 德國和日本在氫能研究領域更遙遙領先。德國的國家全資公司NOW公司全權負責德國的氫能燃料電池示範。德國“國家創新計劃”(NIP)將從2007—2016年為期10年集中精力於氫和燃料電池市場,聚焦示範與開發相結合項目,通過市場化推動氫能和燃料電池,由政府與工業界按1∶1的比例出資:由政府出資五億歐元示範,加上二億歐元用於氫能研究與開發,同時工業界出資七億歐元,總共為14億歐元。 德國戴姆勒集團全球CEO蔡澈博士在第18屆世界氫能大會開幕式上做報告時透露,戴姆勒將於2014—2015年量產燃料電池汽車,2015年開始商業化。德國準備到2015年建造1000座加氫站,將為10×104輛氫燃料電池車供應氫氣。 日本對於氫能源的開發利用主要集中在燃料電池車用電池和固定裝置燃料電池方麵。為盡快研發、推廣燃料電池車,日本采取了全額投入經費的辦法,委托日本產業省的全資公司VEDO公司負責管理“日本氫能和燃料電池示範項目”,該項目的目標之一,就是到2025年,在全日本建立1000座加氫站。該項目從2002年開始運行至今,日本政府已累計投入了1000億日元(相當於70億元人民幣)。 歐盟對於氫燃料和燃料電池的研究一直非常重視,2002年10月,歐盟成立了“氫燃料和燃料電池技術”高級研究小組,早在2003年,歐盟委員會就製定了“歐盟氫能和燃料電池發展路線圖”。 世界各國對於氫能開發利用投入巨大。在2010年5月舉辦的第18屆世界氫能大會開幕式上,美國能源部燃料電池技術發展部負責人NancyLGarland博士發言稱,美國2011年財政年度中氫能開發的預算為2.56億美元。包括了燃料電池係統、氫燃料、氫能技術研發、氫安全、法規、標準等多項與氫能有關的項目。數據顯示,包括德國、法國、英國等八個歐洲國家對氫能的累計投資為:2005年為5.3億歐元,2015-2020年達26.11億歐元,2020-2025年可達143.2億歐元,2025-2030年則達592.1億歐元(其中製氫投資約占50%,加氫站投資約占20%)。
我國氫能發展麵臨諸多困境 我國在氫能領域的研究和開發起步不晚,最早可追溯到20世紀60年代初。為發展航天事業,對作為火箭燃料液氫的生產、H2/O2燃料電池的研製與開發進行了大量工作。氫能技術曾一度被列入《科技發展“十五”計劃和2015年遠景規劃(能源領域)》,氫能和燃料電池的科學研究也得到了進一步支持。李青介紹說,在之前的基礎課題(973計劃)和應用性研究(863計劃)方麵,國家對於氫能的研究和利用非常重視。科技部863項目“十一五”期間的氫能專題係統研究在2008年有不同程度的進展。同年,第十七屆世界氫能大會授予中國科技部部長萬鋼2008年度格羅夫(Grave)獎,以表彰其推動燃料電池汽車方麵的貢獻。 “十一五”節能與新能源汽車重大項目的863計劃公布以後,商務部計劃對氫能源汽車研發,對國內企業提供數十億元的資金支持。由此,國內多家汽車企業著手開發氫能源技術。 但是,一個事件明顯拖住了氫能發展的火熱腳步。2007年3月,一封《開發車用動力技術、盡快減輕交通能源壓力的建議》由專家組寫成並聯合簽名,送至相關部門。 “氫qing燃ran料liao電dian池chi汽qi車che未wei來lai的de前qian景jing,還hai存cun在zai很hen多duo不bu可ke預yu測ce的de因yin素su。如ru果guo氫qing燃ran料liao汽qi車che研yan究jiu到dao最zui後hou,發fa現xian需xu要yao走zou別bie的de技ji術shu途tu徑jing,這zhe就jiu使shi大da規gui模mo投tou資zi的de氫qing燃ran料liao汽qi車che前qian功gong盡jin棄qi。”26名專家提醒,如果中國盲目跟從部分跨國公司的步伐,將大量的財力、人力、物力完全“押寶”在氫能源汽車的研發上,很可能給作為支柱產業的中國汽車工業帶來巨大的傷害。 “不同專家觀點的分歧讓中國政府部門在發展氫能方麵顯得猶豫不決。”清華大學教授、中國可再生能源學會副理事長、國際氫能學會常務理事毛宗強對《經濟參考報》記者說。 這zhe種zhong搖yao擺bai態tai度du明ming顯xian體ti現xian在zai氫qing能neng標biao準zhun的de製zhi定ding上shang。據ju悉xi,國guo外wai有you關guan氫qing能neng技ji術shu規gui範fan和he標biao準zhun方fang麵mian的de活huo動dong十shi分fen活huo躍yue,發fa達da國guo家jia的de標biao準zhun體ti係xi已yi日ri趨qu完wan善shan,並bing有you諸zhu多duo介jie入ru氫qing能neng的de標biao準zhun組zu織zhi。2008年,我國也相繼成立了“全國氫能標準化技術委員會”和“全國燃料電池標準化技術委員會”,並陸續製定了十幾個相關標準。“但這兩年不行了”,同時身為全國氫能標準化委員會副主任的毛宗強表示,“前幾年每年差不多國標委會給幾個(製定氫能相關標準)指標,但是這兩年一個指標都沒有。” 標準的缺失對氫能發展產生了極大的影響。毛宗強透露,因為缺乏標準,致使上海的一個加氫站在建成一年後還不能完成驗收,“希望國家能多給些重視。” 毛mao宗zong強qiang向xiang記ji者zhe表biao示shi,在zai發fa達da國guo家jia紛fen紛fen把ba氫qing能neng作zuo為wei國guo家jia戰zhan略lve的de背bei景jing下xia,我wo國guo截jie止zhi到dao目mu前qian還hai始shi終zhong沒mei有you國guo家jia級ji氫qing能neng路lu線xian圖tu,而er關guan於yu發fa展zhan氫qing能neng產chan業ye的de相xiang關guan政zheng策ce和he條tiao文wen更geng是shi不bu常chang見jian。“關於製定國家級氫能路線圖,我們向有關部門反映了多次,但一直沒什麼結果。”毛宗強說。 另外,盡管目前我國已把新能源汽車確立為戰略性新興產業,但氫能在新能源產業、ranliaodianchiqichezaixinnengyuanqichechanyezhongdedingweiyiranmohu。tongjidaxueqichexueyuanxinnengyuanqichegongchengzhongxinjiaoshouwangzherenwei,zhebuliyuduiqiyedeyanfaheshengchantourujinxingzhengqueyindao,yewufadaidongshehuililiangcanyu。qingnengheranliaodianchifazhanzhanlvequeshi,jiangzhijieyingxiangwoguoqingnengheranliaodianchidefazhansudu。 woguozaiqingnengheranliaodianchideyixieguanjianjishushangyuguojixianjinshuipingrengyouchaju。ruwoguozuoweigongjiaocheshifanyunyingderanliaodianchikeche,yunxingshoumingmuqianhaiweichaoguo3000小時,而美國UTC研製的城市客車用燃料電池發動機係統壽命已經在道路試驗條件下超過5000小時;woguoderanliaodianchifadongjizairanliaodianchixitongdiwenchucunyuqidongfangmianrengweidadaoguojixianjinzhibiao。lingwai,woguohaimianlinquanqiudouyudaodeqingnengliyongchengbenguogaodewenti。 此外,我國燃料電池汽車盡管已通過奧運、世博等重大活動平台開展了示範應用,但是與國外相比,缺乏長效的應用推廣機製。在加氫站的規劃、建設與運行方麵與國外相比也存在不小差距。毛宗強透露說,目前全球有200個加氫站,但我國僅有四個,其中有三個是國家每個花3000多萬元投資建設,但建成後仍在順利運行的隻有一個民營加氫站。在氫氣輸送管道方麵,全球的氫氣輸送管道有3000多公裏,我國僅有百十公裏。 並bing且qie,我wo國guo還hai麵mian臨lin氫qing能neng研yan究jiu專zhuan業ye人ren才cai缺que乏fa和he研yan究jiu經jing費fei不bu足zu的de困kun境jing。發fa達da國guo家jia企qi業ye投tou入ru氫qing能neng研yan究jiu經jing費fei要yao比bi政zheng府fu多duo。相xiang比bi較jiao,我wo國guo研yan究jiu氫qing能neng的de經jing費fei幾ji乎hu全quan部bu依yi靠kao政zheng府fu,而er且qie我wo國guo在zai氫qing能neng研yan究jiu領ling域yu的de投tou入ru很hen少shao。 總的來說,“我國氫能的研究和利用還處於演示階段。”李青總結道。
期待政府繼續給予更多的支持 毛宗強表示,我國在氫能源發展上還有一定地位,並沒有像有人想象的那麼弱。 他表示,氫能的開發利用包括製氫、儲氫、輸氫、氫氣加注、用氫等五個方麵。我國在製氫和儲存氫環節的某些領域位於全球前列。在化石能源製氫方麵,我國鄂爾多斯(16.47,-0.02,-0.12%)擁有全世界最大的製氫工廠,用煤製氫,年產400萬噸氫氣。在儲氫材料稀土方麵,全世界產能都被中日壟斷,我國產能達到1.5萬噸。而在高壓儲氫方麵,我國製成了全球容積最大的儲氫罐。 2008年北京奧運會,我國製造的“氫燃料電池汽車”得以展示,最大時速可高達150公裏。2010年上海世博會,我國展出的氫燃料電池車達196輛,令德國的科技部部長都深感驚訝。另外,國內汽車企業也在努力,上汽集團就表示,將在2015年生產1000輛氫燃料電池車。 毛宗強還向記者展示了“神奇”的一幕:將一包“袋泡茶”一yi樣yang的de粉fen劑ji放fang進jin水shui裏li,很hen快kuai就jiu不bu斷duan冒mao出chu氣qi泡pao,產chan生sheng大da量liang的de氫qing氣qi,沒mei有you電dian源yuan插cha座zuo就jiu能neng為wei手shou機ji等deng電dian子zi產chan品pin充chong電dian。他ta表biao示shi,在zai國guo內nei的de江jiang浙zhe地di區qu,生sheng產chan該gai產chan品pin的de企qi業ye大da批pi存cun在zai。 “我wo國guo在zai氫qing能neng工gong業ye鏈lian的de各ge個ge環huan節jie都dou已yi具ju有you相xiang當dang的de基ji礎chu,如ru果guo政zheng府fu能neng夠gou支zhi持chi,將jiang其qi有you機ji地di串chuan聯lian起qi來lai,我wo國guo的de氫qing能neng利li用yong就jiu會hui飛fei速su發fa展zhan,為wei國guo家jia的de能neng源yuan戰zhan略lve作zuo出chu切qie實shi貢gong獻xian。”毛宗強說。 對於進一步發展氫能,毛宗強提出幾點建議: 首先,也是最主要的,是政府應加大對氫能產業發展的支持,發揮主導性作用。如製定氫能產業發展戰略,主導從氫能關鍵原材料、核心技術到應用領域、產業布局等方麵的發展方向。同時,通過製定扶持和鼓勵政策推動氫能關鍵原材料、核心技術、零部件和產品的研發,鼓勵政府相關部門帶頭使用氫能產品,想辦法增加氫能相關項目的研究經費。 “氫能將在10—15年後影響我國能源係統,在解決當前能源供應問題的同時,應給予氫能足夠的重視。”maozongqiangshuo,zhongguoqingnengyanfadedaolekejibudedalizhichi,danduiyuqingnengchanyehuafazhan,jinyoukejibudeyanfazhichiyuanyuanbugou,zhengfugebumen,baokuofagaiwei、工信部、科技部、中科院、自然基金委、環保部等都要合作推動氫能發展,避免部門利益之爭。 qici,qiyeguashuai。jianyuqingnengchanyelianduiyuguominjingjideyingxiangyijiweilaiqingnengchanyeguimodepangda,tebieshiqingnengchanpinyingyonglingyuheqinggongyinglian,jianghuixingchengkuadiyu、跨行業的大型企業群和服務網絡,應由國內企業掛帥,推動氫能產業化發展。氫供應鏈的發展也需要類似於中石油、中石化等大型企業牽頭,保障整個氫能源網絡的安全、合理布局和氫能工業的可控。加氫站的建設完全可以參考加油站網絡建設模式,吸引社會資金參與建設和經營。 最後,還要積極發揮專家作用,實現信息公開。要充分發揮專家在氫能領域的研究、開發、yingyongfangmiandezuoyong。tongshiyeyangeyaoqiuzhuanjiazilv,yaoqiuyouzhongyaohuayuquandezhuanjiabudezaiqiyejianzhi,weiqiyemouli,jianlizhuanjiapingshenguibizhidu。tongshijianlixinxigongkaizhidu,congqingnengfazhanzhanlvezhiding,daoqingnengjutixiangmulixiang、評審、驗收、成果等都要做到信息公開化。要防止那種已經證明行不通的“用市場換技術”的做法在氫能領域蔓延。同時政府應大力推動各種示範應用市場、零排放區域的各種發電應用市場、各種複合氫能產品的特殊應用領域市場等。