氢能经济将彻底改变中国未来能源结构

　　目前，中国已经作出承诺到2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和，以煤炭、石油、天然气为能源的高碳排放行业如钢铁行业、煤炭行业、水泥行业、建材行业等各大工业面临着能源结构调整的巨大挑战。
　　氢能作为绿色零排放能源，将成为能源结构调整的最终选择。氢气燃烧利用后的产物是水，无碳排放，真正做到零排放、无污染，被视为是最具应用前景的清洁能源之一，氢能将成为能源发展的终极目标。
　　正是基于此，一个庞大的氢能经济已经形成，在未来40年将彻底改变中国能源结构。
　　认识氢能经济
　　氢能经济是以氢能为主导的完全清洁能源经济。氢气的制备是关键，而利用煤电水解制氢、利用天然气制氢仍然存在大量能源损耗和碳排放，并不是氢能经济发展的目标。真正意义的氢能是一种绿色氢，如依靠太阳能，将太阳能转化为电能，分解水制得氢气。中国科学院院士、南方科技大学校长薛其坤认为：能源领域的下一个颠覆性技术将是基于太阳能光电效应的高效利用与可持续循环。把太阳能用最高效率的太阳能电池存储起来发电，这样就能使它变成像化石能源一样，可任意使用的技术，然后用这些电源源不断地把水分解变成氢气，以保证未来在基本不使用化石能源的情况下，能够依靠太阳能电池等清洁能源。
　　由于绿色氢的制备使用清洁、零碳，在能源结构调整中的意义显而易见。氢能的应用不但进一步释放可再生能源的产能，而且大幅降低高能耗产业对煤、油、天然气的依存度。
　　氢能经济催生的氢能产业
　　氢能经济催生了一个庞大氢能产业。涉及到绿色氢气的制备、氢气的储运、氢气的使用等。
　　氢气的制备：
　　（1）太阳能光伏发电、风力发电、水力发电，然后电解水制氢，能源来源无穷尽，可持续。
　　（2）利用太阳能超临界水气化直接制氢。
　　（3）使用光催化剂，直接将水分解制氢。如西安交通大学光催化水裂解连续制氢系统，采用槽式聚光器，配以管式反应器，以一维纳米双晶硫化镉光催化剂制氢。
　　氢气的储运：
　　（1）高压气态储氢。气态储氢是当下主流，氢气在常温常压下为气态，进行高密度压缩存储，成本最低，满足一般运输，但对存储装备要求较高，一般需要碳纤维制作的高强度碳纤维罐储存。
　　（2）低温液态储氢。液态储氢技术要求高，只能固定式储氢，不能移动运输，存储应用成本高。
　　（3）固态储氢。主要有物理吸附储氢和化学氢化物储氢。目前，各种材料基本都处于研究阶段，放氢温度的限制较多。
　　氢气的使用：
　　（1）作为一般燃料直接替代煤炭、天然气、石油使用。
　　（2）通过燃料电池转化为电使用。如日本家庭使用燃料电池将氢能转化为电使用，彻底改变了使用天然气燃烧供能的高排放。将燃料电池用于汽车，改变传统的锂电池汽车，而且可以向加汽油一样在加氢站加氢，不再有锂电池续航的烦恼。预测数据显示，从目前到2030年期间，全球对新能源交通工具的需求有望大幅增长，届时由氢燃料驱动的车辆将达到200万辆。到2030年，中国市场将有至少100万辆氢燃料电池汽车。
　　氢能产业已进入赛道
　　2019年《政府工作报告》指出，将推动充电、加氢等设施建设。氢能源已经成为国家能源战略中的重点发展对象，氢能经济将推动光伏产业、风电产业、制氢产业、储氢运氢产业、燃料电池产业等快速发展。氢能产业已进入赛道，所有的这些技术都会让经济实现高质量的绿色增长，将带来极为可观的财富效应。