德国氢能源有哪些

⑴ 氢燃料汽车有哪些

氢燃料汽车有韩国现代、德国奔驰、丰田Mirai等车型，氢燃料汽车是指以哗岩桐氢为主要能量为汽车电机提供动力的原料，氢燃料电池的原理是把氢输入燃料电池中，氢原子乱坦的电子被质子交换膜阻隔，通过外电路从负极枣神传导到正极，成为电能驱动电动机，质子却可以通过质子交换膜与氧化合为纯净的水雾排出。以奔驰s级2021款S400L商务型为例，其长宽高分别是5290mm、1921mm、1503mm，轴距为3216mm，搭载3.0T涡轮增压发动机，最大功率是230kw，最大扭矩是450nm，匹配9挡手自一体变速箱。

⑵ 氢能有哪些应用

如今氢能已经进入了人们的生产生活领域，并且初步显示出了其优越的性能。

20世纪初，星际航行学的奠基人俄国齐奥尔科夫斯基就预言过：“氢是将来喷气发动机的燃料。”氢燃料重量轻，1升液氢只有70克，而能量密度却是普通汽油的3倍，用于航天、航空等高速运输工具，可以使载重与自重比成倍地提高。氢作为航天动力燃料，可追溯到1960年，液氢首次成为太空火箭的燃料，而后美国发射的“阿波罗”登月飞船使用的远载火箭燃料也是液氢。此后，氢成了航天飞机起飞时必不可少的动力燃料，美、俄等航天大国还将氢氧燃料电池作为空间轨道站的电源而广泛应用。

1989年4月，苏联一架运输客机改装的氢燃料实验飞机试飞成功，为人类应用氢能源迈出了可喜的一步。

在汽车应用方面，氢能源利用成就尤为显着。美、德、日等国在氢能和储氢合金利用方面已接近实用化了。1979～1983年德国奔驰公司以氢作燃料在柏林和斯图加特进行了小客车和货车的行车实验。据报道，只要带上储氢量为5千克的280千克铁钛合金氢化物，就能行使110千米。日本马自达公司推出的氢能汽车，速度可达125千米／小时；1980年我国也研制成功了第一辆氢能汽车；1996年日本丰田汽车公司推出了燃料电池汽车，作为燃料的氢气由钛系储氢合金提供，最高速度在100千米／小时以上，一次贮氢可持续行驶250千米以上。

1990年夏，德国巴伐利亚电力公司在纽伦堡以东的诺因堡地区建造了一座实验性500千瓦级的太阳能制氢发电厂。它使用2万平方米太阳能电池板电解制氢，年产汽车用氢燃料5万立方米。不少国家都在加强氢能的开发和应用研究，并制订了相应的发展计划。

目前的许多工作还处于试验研究阶段，制氢技术还有待提高，储运手段尚需改善。因此，专家们估计，氢能的大规模实用化还需要20年以上。然而，无论从地球资源和生产技术，还是从环境保护的角度来看，可以相信，再过几十年，洁净优质的氢能将成为世界能源舞台上的一个出类拔萃的新秀而大放异彩。

总的看来，在未来人类虽然会受到能源危机的困扰，但是利用我们人类的聪明才智，不断探索新的能源，人类完全可以克服能源危机这个困难，向着更加美好的未来前进。

⑶ 德国氢能战略：在能源转型中引领世界

蒋再正

前言 : 德国在国家氢气战略中，将大量赌注押在了对使用可再生能源生产的氢上。该战略巩固了德国成为全球技术领导者的雄心壮志，其明确将重心放在"绿色"品种上，而牺牲了使用有争议的碳捕捉和储存（CCS）技术。虽然环保人士大多欢迎这种做法，却遭到了工业界的反对。但仍有许多专家认为，这一战略开启了德国能源转型的新篇章。

德国政府已经同意一项国家氢气战略，其重点是利用可再生能源制造的氢气，以推动具有里程碑意义的能源转型，并占有未来的工业市场。这项战略于6月10日被批准，内容主要是：" 只有基于可再生能源（'绿色'氢）生产的氢气才能长期使用 。 在德国备受争议的使用碳捕获和储存（CCS）的 天燃气 制氢只能以"过渡的方式"使用 。在应对气候变化的斗争中，用可再生电力制造的氢气越来越被视为重工业和航空等排放顽固行业的灵丹妙药。德国为自己设定了到本世纪中叶实现气候中立的目标，其致力于成为相关氢气技术的全球领导者——不仅要启动其具有里程碑意义的能源转型的下一阶段，而且要为其国际知名工业确保一个充满希望的增长市场。

德国经济和能源部长彼得•奥尔特迈尔（Peter Altmaier）表示，这一战略是一个"量子飞跃"，将能源转型和气候保护提升至"新的质量水平"。在宣布这一战略的新闻发布会上，他称该倡议是"自决定推出支持可再生能源以来最重要的创新"。研究部长安贾·卡利切克（Anja Karliczek）说，全世界都意识到绿色氢气技术带来的机遇，建立全球氢气经济为德国工厂制造商提供了巨大的潜力。其将作为未来能源给气候和就业提供"双重提升"。

氢能用途

新篇章

《德国国家氢能战略》中提出从以下几个方面实现氢能产业的发展：

· 提升氢能作为替代能源的经济性竞争力

· 开拓使用德国本土氢能技术的国内市场

· 建立完善氢能供应网络

· 助力氢燃料成为替代能源整体

· 加强氢能相关技术培育

· 加强氢能相关市场国际合作

· 完善氢能储运安全规范建设

"国家氢气战略开启了气候保护的新篇章，"德国能源机构（dena）负责人安德烈亚斯·库尔曼（Andreas Kuhlmann）表示。" 国家氢气战略是能源转型持续成功以及气候目标长期可实现性期待已久的基础 。其为能源转型创造了先决条件，这种过渡更密切地将工业和气候政策相互交错。化学工业协会VCI也称该战略是"能源转型成功的决定性一步"，但敦促政府考虑所有现有的低排放氢气形式，包括那些使用天然气和CCS的氢气。

新的生产方法

越来越多的国家努力追求气候中和，大量押注于用可再生电力制氢，以减少顽固的工业排放。但是，生产极其富能源的天然气需要大量的电力，使得它比传统燃料更昂贵。这就是为什么需要采取果断的政府行动来解决日益被称为国际"氢经济"的问题。

通过提高效率和直接用清洁电力取代化石燃料，例如使用电动 汽车 而不是内燃机模型，可以避免目前大部分的温室气体排放量。但是在很多情况，这种方法行不通。例如由于重量原因，没有技术能够使大型飞机和船舶使用电池。这种战略在许多工业部门也举步维艰，例如，化学品或炼钢，因为当前工艺不可避免地产生二氧化碳排放。因此需要全新的生产方法， 用电解槽制造的绿色氢气已成为实现碳中和所需的深度减排的主要候选者 。

与该战略相吻合的是，德国钢铁制造商蒂森克虏伯（Thessenkrupp）表示，已扩大水电解产能，将绿色氢气生产扩大到千兆瓦级。目前，世界上许多国家正计划进入氢气经济。水电解正日益成为建设可持续、灵活的能源系统和无碳工业的关键技术。这将会开辟新的市场。

电解槽容量增加200倍

该战略表示，德国的目标是到2030年建立容量为5吉瓦（GW）的工业制氢设施，包括必要的陆上和海上可再生能源供应，大致相当于五个核电站或大型燃煤电厂。最迟到2035年或2040年将再增加5GW。除了现有的支持计划外，德国还将提供70亿欧元用于氢技术的发展。此外，还将投资20亿欧元在合作伙伴国家建立大型的"德国制造"制氢厂。德国将在未来进口大量绿色氢，因为该国根本没有足够的空间来安装制造它所需的大量可再生能源。

联邦政府在提出《德国氢能战略》时，正在为私人投资氢发电、运输和使用奠定基础，这些投资在经济上是可行的和可持续的，这也可以在减轻COVID-19危机的影响和恢复德国和欧洲经济方面发挥作用。在2023年之前为第一个加速阶段，为建立一个运作良好的国内市场打下基础。与此同时，研究和发展以及国际方面等基本问题也需要解决。下一阶段将于2024年开始，稳定新兴的国内市场的同时，塑造欧洲和国际的氢能市场。

在该战略的介绍中，政府网络宣布与Marocco建立联盟，参与非洲第一个工业规模可再生氢项目的建设，该项目每年将节省100,000吨的二氧化碳排放量。库尔曼说，该战略"是世界上首个 远远超出氢的最终用途的战略 之一，并涵盖了全部动力燃料，这种方法考虑了合成甲烷，煤油，甲醇和氨提供的机会。因此《德国氢能战略》也可以看作是对发展欧洲动力燃料市场的明确承诺。"

有风险的赌注？

目前的清洁氢气的成本仍然很高，无法被广泛使用，其价格可能直到2030年才能充分下降。而其中氢的来源也很重要。目前它主要由天然气工业生产，伴随着大量的碳排放，该类型被称为 灰色氢 。其价格主要受天然气价格影响且相对便宜，但它的二氧化碳排放成本较高。 蓝色氢 的价格也主要受到天然气价格的影响。但其第二重要的驱动因素是捕获，再利用或存储碳排放的成本。碳捕获和储存（CCS）成本的降低将会使蓝色氢的价格更接近于灰色氢。 绿色氢 的价格会受到电解的成本与电解过程中使用绿色电力的价格影响。在过去的十年中，太阳能和风能的发电成本已显着下降，这也是德国将战略目标放在绿色氢上的一个因素。

克劳斯·斯特拉特曼（Klaus Stratmann）在《商业日报》 Handelsblatt的评论中写道，该战略的信号效应对经济和整个欧洲都具有重要意义，但他警告称，该战略能否在未来几十年和几十年内实施尚不确定。斯特拉特曼写道："因为德国政府完全致力于一种变种，即绿色氢，给自己施加了沉重负担。" 他认为，要实现这一目标将需要大量的可再生能源，而且不清楚德国是否能够进口必要的数量。斯特拉特曼说，蓝色氢可能会为越来越多地用于绿色氢的氢基础设施铺平道路。

参考文献：

German hydrogen strategy aims for global leadership in energy transition……Journalism for energy transitiion

The clean hydrogen future has already begun …… IEA

The National Hydrogen Strategy…… Nationale Wasserstoffstrategie

⑷ 为什么提倡电气化转型的德国，又打起了氢能源的主意

至少不会出现看不到手指，却分不清男女五米的场景。在新能源汽车市场，过去中国的小微企业都是被高额补贴诱惑着涉足这个新领域的。此外，在动力电池和电机方面有优势的汽车公司也会在这方面尝试，但大多数汽车公司仍然专注于内燃机车型，而不考虑新能源汽车。经过几年的快速发展，不仅国内市场涌现出大量强大的新生力量，包括长城、长安、吉利、比亚迪在内的传统汽车公司也开始加快新能源汽车市场的布局。合资品牌中，一向重视混合动力系统，不太在意插电式混合动力系统和纯电动系统的日系车，已经开始将纯电动汽车纳入研发计划。

经济条件的改善增加了石油产品的消费，这在很大程度上抵消了可持续发展领域的成就。可再生能源目前产生了德国三分之一的电力，但如果我们想在未来几十年逐步淘汰核技术和燃煤电厂，我们必须首先解决风力和太阳能发电的间歇性技术挑战。由于能源转型，德国政策制定者意识到了其基础设施的缺陷。风能和太阳能的间歇性是广泛应用的最大挑战，即解决没有阳光或风时电网的稳定性。在世界上大多数地方，天然气发电厂被认为是解决这个问题的理想方案，因为它们可以相对快速地启动和停止。同时，与煤炭相比，二氧化碳排放量减少了一半。

⑸ 氢燃料电池车成主力，德国会成为氢能源国家吗为什么呢

我们从相关渠道了解到，德国将成为氢能国家，氢燃料电池汽车作为纯电动汽车的补充将成为主力。这是德国联邦交通部长朔伊布勒向外界传达的信息，该国即将成为一个正在进入氢能时代的国家。至少不会出现看不到手指，却分不清男女五米之差的场景。在新能源汽车市场，过去我国的小微企业都是被高额补贴引诱到这个新领域的。此外，在动力电池和电机方面有优势的车企也会尝试这一点，但大部分车企还是以内燃机车型为主，没有考虑新能源汽车。

不久前，德国联邦交通部长朔伊布勒对外界表示:“德国即将成为氢能时代的国家。目前，95%以上的交通运输仍然依赖于化石燃料的使用。因此，我们迫切需要将我们的出行方式转换到可再生能源车道上。绿色氢和燃料电池是所有交通工具中对纯电动汽车最有力的补充。今天，我们已经朝着气候中性运输迈出了重要的一步。”上周五，德国联邦经济部和交通部联合批准了62个重大项目的立项，其中包括2 GW的电解水绿色制氢设备，相当于其国家氢能战略2030年5 GW目标的40%。

⑹ 德国为氢能源下巨大赌注

德国为氢能源下巨大赌注

【Oilprice网报道】——德国正在经历显着转变，从以化石燃料为基础的经济转变为以风能和太阳能为主导的可持续能源结构。虽然转型远未完成，且遭遇挫折和成本超支，但德国选民和私营公司仍对进一步变革表示强烈支持。此外，转型还面临技术挑战，这可能会打破该国到2050年实现二氧化碳零排放经济的目标。

因此，德国最近决定将其实现目标的方式变得多样化。这个欧洲最大的经济体将提供20个全新研究设施，耗资1.1亿美元来测试工业规模用途的新型氢基技术。额外的资金将专门用于“结构变化”地区，这些地区受能源转型影响最大，如有煤矿的地区。

回到正轨

德国人是环保主义和能源转型的坚定支持者。该国已经开辟出一条漫长的道路来摆脱其对煤炭和石油依赖，该国在1990年曾产生10亿吨二氧化碳。自那以后，德国已经减少了近四分之一的温室气体排放。然而，近年来，减排的步伐已经停滞。最主要原因是，日本福岛的核灾难以及事故后人们对禁止使用核能的愿望，给德国的可持续发展目标带来了更大的压力。

好消息是多年来德国的可再生能源发电量稳步上升。而坏消息是，经济条件的改善增加了石油产品的消费，这在很大程度上抵消了该国在可持续性领域的成果。可再生能源目前产出德国三分之一的电力，但在未来几十年，随着核技术和燃煤电厂逐步淘汰，风能和太阳能发电的间歇性将使可再生能源供应面临严峻的技术挑战。

政治挑战

德国决策者意识到该国基础设施存在缺陷。风能和太阳能的间歇性给工程师们带来了一项技术挑战，他们要在没有阳光或没有风的情况下保持稳定的电力供应。在世界上大多数地区，天然气被指定为克服这一问题的理想桥接燃料。与煤炭相比，气体排放的二氧化碳量减少了一半，且可以在必要时相对快速地进行生产。因此，德国决策者对有争议的北溪2(NordStream2)管道工程表示支持，该管道将直接从俄罗斯向德国输送550亿立方米的天然气。

尽管存在欧洲盟国的反对和美国制裁的威胁，德国仍然支持该管道项目。主要原因是缺少当核电站和煤电厂逐步淘汰时维持电网稳定性的其他选择。

然而，除了天然气之外，德国还决定将能源多样化并投资替代能源，因为进口天然气将使其对外国生产商产生依赖。氢气可以成为能源载体，这将减轻德国对外部能源供应商的过度依赖，同时可以为日光充足和有风时的剩余能源储存提供解决方案。

力捧氢能源

政府官员认为，在正确的政策框架内，有私营部门的充足投资，氢基技术的成本可能像光伏电池的成本一样下降。

尽管德国公司已经开始投资有关氢的新技术和应用，德国经济部长彼得·阿尔特迈尔（Peter Altmaier）设定目标要让德国成为该领域的“世界第一”。

氢的特性可以帮助德国实现成为世界上第一个拥有完全可再生能源系统的国家的目标。因此，德国公司首先需要提高成本效益，并开发工业规模运营的应用，以便在一个世纪内首次实现能源自给自足。

翻译：张佳薇（微信部）

审校：吴泽清（微信部）

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⑺ 全球氢能四种典型发展模式及启示

文/熊华文 符冠云，国家发改委能源研究所，环境保护

当前，世界各国都在加快推进氢能产业发展，初步形成了四种典型模式，即以德国为代表的“深度减碳重要工具”模式，以日本为代表的“新兴产业制高点”模式，以美国为代表的“中长期战略技术储备”模式和以澳大利亚为代表的“资源出口创汇新增长点”模式。我国在推动氢能产业高质量发展的过程中，应充分参考借鉴国际经验，进一步明确“初心”与“使命”、目标与路径，以推进能源革命为出发点，构建“大氢能”应用场景，统筹推进氢能产业技术与市场、供应与需求的协调发展。

氢能作为二次能源， 具有来源广泛、适应大范围储能、用途广泛、能量密度大等多种优势。随着氢能产业的兴起， 全球迎来“氢能 社会 ” 发展热潮，欧盟、日本、美国、澳大利亚、韩国等经济体和国家均出台相关政策，将发展氢能产业提升到国家（地区）战略高度，一批重大项目陆续启动，全球氢能产业市场格局进一步扩大。对我国而言，加快发展氢能产业，也有现中态实而迫切的意义。具体来看， 发展氢能产业是优化能源结构、推动能源转型、保障国家能源安全的战略选择，是促进节能减排、应对全球气候变化、实现绿色发展的重要途径，是超前布局先导产业、带动传统产业转型升级、培育经济发展新动能、推动经济高质量发展的关键举措。

2019年是我国氢能发展的创新之年，“理想照进现实”特点举模明显— 战略共识基本成形， 探索 的步伐正在加快， 先进理念、技术、模式层出不穷。超过30个地方政府发布了氢能产业发展规划/ 实施方案/ 行动计划，相关的“氢能产业园”“氢能小镇”“氢谷”项目涉及总投资额多达数千亿元，氢燃料电池 汽车 规划推广数量超过10万辆，加氢站建设规划超过500座。我国在加快发展氢能产业的过程中，需要广泛参考借鉴国际经验。我们认为，对于国际经验的研究不应只停留在政策、措施和行动的简单总结及归纳层面，而应该深入分析各国发展氢能背后的初衷、动机、利益格局等内容。在充分了解各国资源禀赋、产业基础、现实需要等各方面因素的基础上，找到发展的方向、目标、路径、模式与政策措施之间的逻辑关系。换言之，不止要看“做了什么”，更要研究“为什么做”“做了有什么好处”等深层次问题。

从不同国家发展氢能正培缓产业的出发点、侧重点、着力点等方面看， 全球各国实践大致可总结为四大类型，本文称之为四种典型模式，即把氢能作为深度脱碳的重要工具的德国模式（法国、英国、荷兰等国做法类似）；把氢能作为新兴产业制高点的日本模式（韩国做法类似）；把氢能作为中长期战略技术储备的美国模式（ 加拿大做法类似） 以及把氢能作为资源出口创汇新增长点的澳大利亚模式（ 新西兰、俄罗斯等国做法类似）。

德国模式：推动深度脱碳，促进能源转型

德国能源转型近年来暴露出越来越多的问题。首先，随着可再生能源装机容量和发电量的稳步提升，维护电力系统稳定性成为其头等挑战。2019年德国部分地区出现了电力供应中断事故，暴露出其储能和调度能力不足的短板。其次，为提升电力系统供应能力，德国增加了天然气发电，但由此需要从俄罗斯等国家进口更多天然气，导致能源对外依存度提升。最后， 能源转型使带来能源价格走高，能源转型面临越来越多的争议。与能源转型陷入困境一脉相承的问题是碳减排进展不如预期。德国政府已经提出了2030年比1990年减排55%的中期目标和2050年实现碳中和的长期目标，然而自2015年以来碳排放量不降反升，2018年在暖冬的帮助下才实现了“转跌”。传统减排路径边际效益递减，急需开辟新途径，挖掘更多减碳潜力。

发展氢能可助力大规模消纳可再生能源，并实现“难以减排领域”的深度脱碳。电解水制氢技术发展迅速，规模提高、响应能力增强、成本下降，使其有望成为大规模消纳可再生能源的重要手段。在区域电力冗余时，通过电解水制氢将多余电力转化为氢气并储存起来，从而减少“弃风能”“弃光能”“弃水能”等现象，降低可再生能源波动性对于电力系统的冲击。与此同时，氢能具有高能量密度（质量密度）、电化学活性和还原剂属性， 能够在各种应用领域扮演“万金油”角色，对“难以减排领域”的化石能源进行规模化替代，实现深度脱碳目标。

围绕深度脱碳和促进能源转型，德国创新提出了电力多元化转换（Power-to-X）理念，致力于 探索 氢能的综合应用。具体而言，在氢气生产端，利用可再生电力能源电解水制取低碳氢燃料，从而构建规模化绿色氢气供应体系。在氢气应用端，将绿色氢气用于天然气掺氢、分布式燃料电池发电或供热、氢能炼钢、化工、氢燃料电池 汽车 等多个领域。现阶段，德国政府与荷兰等国正在开展深度合作，重点推广天然气管道掺氢，构建氢气天然气混合燃气（HCNG） 供应网络。其中，依托西门子等公司在燃气轮机方面的技术优势， 已开展了若干天然气掺氢发电、供热等示范项目。截至2019年年底，德国已有在建和运行的“P to G”（可再生能源制氢 天然气管道掺氢）示范项目50个，总装机容量超过55MW。此外，蒂森克虏伯集团已开展氢能炼钢示范项目，预计到2022年进入大规模应用阶段。

日本模式：保障能源安全，巩固产业基础

日本能源安全角势严峻，急需优化能源进口格局和渠道。日本的能源结构高度倚重石油和天然气，二者占能源消费比重高达2/3，因为国内能源资源比较匮乏，95%以上的石油和天然气都需要进口。能源地缘政治局势日趋复杂，断供风险犹如“达摩克利斯之剑”，再加上国际能源市场价格的大起大落，都会给日本能源安全甚至经济安全带来冲击。2011年福岛核事故之后，日本核电发展遇到越来越多的阻力，如果实现本土“弃核”，意味着能源对外依赖程度还要提升。因此，日本迫切需要在当前能源消费格局中开辟新的“阵地”，寻找能源安全的缓冲区和减压阀，摆脱其对于石油和天然气的依赖。

发展氢能可提升能源安全水平、分化能源供应中断及价格波动风险。日本未来消费的氢能虽然仍需要从海外进口， 但主要来自澳大利亚、新西兰、东南亚等国家和地区， 与中东、北非等传统油气来源地区形成了空间分离，进而分化了地缘政治风险。同时，石油和天然气在价格上有较高的关联度，两者仍然属于“一个篮子里的鸡蛋”。而氢能来源广泛，价格与油气的关联度不高，增加氢能进口和消费，能够在一定程度上分化油气价格同向波动对本国经济的影响。此外，氢能还能够提升本国的能源安全水平。日本是地震、海啸、台风等自然灾害多发的地区，能源供应中断情况经常发生。氢燃料电池 汽车 、家用氢燃料电池热电联产组件等设备在充满氢气或其他燃料的情况下，可维持一个家庭1 2天的正常能源供应。氢能终端设备的普及，还可以为日本减灾工作作出贡献。

日本氢能基本战略聚焦于车用和家用领域的应用，是产业和技术发展的必然延伸。日本在技术、材料、设备等方面拥有非常明显的优势， 尤其是已基本打通氢燃料电池产业链。经过多年耕耘，日本已在氢能领域打造出一批“隐形冠军”，如东丽公司的碳纤维、川崎重工的液氢储运技术和装备等。据统计，日本在氢能和燃料电池领域拥有的优先权专利占全球的50%以上，并在多个关键技术方面处于绝对领先地位。专利技术既是日本的“保护网”，也是其他国家的“天花板”。推广氢燃料电池 汽车 和家用燃料电池设备，一方面，可将过往的投入在市场上变现、获取现金流，另一方面，还能及时获取信息反馈，完善技术和设备，由此形成了“技术促产业、产业促市场、市场促技术”的良性循环和正向反馈。

美国模式：储备战略技术，缓推实际应用

美国氢能发展经历“ 两起两落”，但将氢能视为重要战略技术储备的工作思路一直没有改变。早在20世纪70年代，美国政府就将氢能视为实现能源独立的重要技术路线，密集开展了若干行动和项目， 但热度随着石油危机影响的消退而降温。2000年前后氢能迎来了第二个发展浪潮。2002年美国能源部（DOE）发布了《国家氢能路线图》，构建了氢能中长期愿景，启动了一批大型科研和示范项目，但后因页岩气革命和金融危机的冲击，路线图被搁置，不过联邦政府对氢能相关的研发支持延续至今。

在过去的10年中，美国能源部每年为氢能和燃料电池提供的支持资金从约1亿美元到2.8亿美元不等，根据2019年年底参议院、众议院通过的财政拨款法案，2020年支持资金为1.5 亿美元。总体来看，在近50年的时间里，尽管有起伏，但联邦政府将氢能视为重要战略技术储备的工作思路一直没有改变，持续鼓励 科技 研发使得美国能够保持在全球氢能技术的第一梯队。

页岩气革命是美国氢能发展战略被搁置的最主要原因。凭借具有经济、清洁、低碳优势的页岩气，美国已逐步实现能源独立和转型，而页岩气和氢能在应用端存在较多重合，对氢能形成了巨大的挤出效应。加州燃料电池合作伙伴组织（CaFCP）的数据显示，美国的氢燃料电池 汽车 市场已陷入停滞状态，在2019年甚至出现了12%的下滑，发展势头已被日韩、中国赶超。

澳大利亚模式：拓宽出口渠道，推动氢气贸易

澳大利亚一直是全球最主要的资源出口国，同时资源出口也是其最重要的经济增长引擎。根据澳大利亚联邦矿产资源部发布的数据，2019年资源出口直接贡献了该国GDP增长的1/3 以上。但传统的“三大件”（煤炭、液化天然气、铁矿石）出口已现颓势。在煤炭方面，长期以来澳大利亚在全球煤炭贸易中占比超过1/3， 主要目标市场集中在东北亚地区，然而近几年中、日、韩相继开展减煤控煤行动，煤炭出口前景暗淡。在铁矿石方面，中国买走了60%以上的澳大利亚出口铁矿石，而中国钢铁产量进入峰值平台、电炉钢比重提升，这都将拉低其对铁矿石的需求；在液化天然气（LNG）方面，尽管市场需求增长潜力仍然可观，但由于国际油价暴跌，LNG出口创汇能力也被大幅削弱。据世界天然气网站分析， 未来五年内澳大利亚LNG出口收入将持续收缩。

出于经济可持续发展考虑，澳大利亚政府急需找准新兴市场需求，拓宽出口渠道。2019年11月，澳大利亚政府发布了《国家氢能战略》，确定了15大发展目标、57项联合行动，力争到2030年成为全球氢能产业的主要参与者。打造全球氢气供应基地是澳大利亚发展氢能的重要战略目标。澳大利亚正积极推动与日、韩等国的氢气贸易，签订氢气供应协议，同时与相关企业开展联合技术创新，完善氢能供应链，扩大供应能力、降低成本。

如澳大利亚政府与氢能供应链技术研究协会（HySTRA，由川崎、岩谷、电力开发有限公司和壳牌石油日本分公司组成）合作组成联合技术研究组，开展褐煤制氢、氢气长距离输送、液氢储运等一系列试点项目。2019年年底川崎重工首艘液氢运输船下水，补齐了澳大利亚和日本氢气供应链最后一块拼图。这种“贸易 技术创新”一体化模式调动了各参与方的积极性，澳方可实现本国氢气资源的规模化开发，川崎等企业能够获得成本更低的氢气，技术研发团队获得了宝贵的试验田。

值得一提的是， 澳大利亚提出的低碳氢能，既包括可再生能源电解水制氢，也包括化石能源（尤其是煤炭） 制氢（ 碳捕捉） 与储运技术。虽然化石能源制氢备受争议，但正是在煤炭出口增长乏力背景下的现实选择。

对我国的启示：明确氢能“协同互补”定位，构建多元化应用场景

每个国家发展氢能产业都有其“初心”和“使命”。德国模式将氢能视为手段，即发展氢能是为了破解能源转型和深度脱碳过程中出现的诸多问题；日本模式将氢能视为目的， 即发展氢能是关乎国家能源安全和新兴产业竞争力的战略选择，是迎合技术在市场变现中的强烈诉求；美国模式将氢能视为备选，即氢能只是众多能源解决方案中的一种，氢能发展与否，取决于其技术进步、成本下降等因素；澳大利亚模式将氢能视为产品，即乘着全球刮起的“氢风”，积极扩展出口产品结构，获取更多收益。

从上述对全球氢能发展四种典型模式的分析中可以看到，各国发展氢能产业均有其出发点和立足点，均考虑了各自的资源禀赋、产业基础、现实需要等多方面因素，大多遵循了战略上积极、战术上稳健，坚守发展初衷、不盲从、不冒进的推进策略。当前，我国有关部门正在研究制定国家层面的氢能产业发展战略规划，首先应该明确的是我国发展氢能产业的“初心”与“使命”、目标与路径等问题。参考借鉴国际经验，结合我国实际国情，本文提出我国氢能产业战略定位及发展导向等方面的三点建议。

一是明确产业定位，发挥氢能在现代能源系统中的载体和媒介作用。 国家《能源统计报表制度》已将氢气纳入能源统计，明确了氢能的能源属性，氢能即将成为能源系统的新成员，其发展必须服从和服务于能源革命的总体要求。需要认清的是，我国拥有多个与氢能存在替代关系的能源解决方案，因此氢能并非我国的必选项，而是备选项和优选项。因此，应从我国能源系统的核心问题出发，找准切入点，选择融入能源系统的合适路径。应利用氢能的特点和优势，发挥其在可再生能源消纳、增强能源系统灵活性与智能性等方面的作用，更好地与既有的各种能源品种互动，最终促进能源革命战略的深入实施。

二是提升认识视角，逐步构建绿色低碳的多元化应用场景。 2018年以来出现的各地区扎堆造车情况，既源于对氢燃料电池 汽车 发展前景认知过于乐观，又源于对氢能认识的局限。事实上，我国的氢能技术储备不足、产业根基不牢固，地区间差异非常明显，绝大多数地区都不具备将技术装备推向市场变现的能力和条件。而在深入推进生态文明建设和积极应对气候变化的格局之下，我国已经提出2030年前碳达峰和2060年碳中和的目标愿景，“难以减排领域”的深度脱碳将成为未来我国需要面对的重大问题。因此，应统筹经济效益、节能减碳和产业发展等因素，利用氢能具有的“高效清洁的二次能源、灵活智慧的能源载体、绿色低碳的工业原料”三重特点，逐步构建在交通、储能、工业、建筑等领域的多元化应用场景。

三是加强统筹协调，推动技术与市场、供应与需求“齐步走”。 氢能和燃料电池集尖端材料、先进工艺、精密制造于一身，兼具高附加值和高门槛属性。须清醒地看到，我国氢能产业与发达国家差距明显，远未达到大规模商业化的临界点，对价值创造功能不可预期过高。再加上目前产业利润集中在国外企业的事实，我国更应保持战略定力，坚持以“安全至上、技术自主、协调推进”为原则，不盲目追求市场扩张，避免强行通过补贴手段刺激下游需求，进而把大量补贴资金输送至国外公司。各地在谋划氢能产业发展过程中，应遵循“需求导向”原则，“自下而上”布局生产、储运及相关基础设施建设，推动氢能供应链各环节协同发展，避免某环节“单兵突进”。

⑻ 提倡电气化转型的德国，又打起了氢能源的主意，这究竟是为什么呢

至少不会出现看不到手指，却分不清男女五米之差的场景。在新能源汽车市场，过去我国的小微企业都是被高额补贴引诱到这个新领域的。此外，在动力电池和电机方面有优势的车企也会尝试这一点，但大部分车企还是以内燃机车型为主，没有考虑新能源汽车。经过几年的快速发展，不仅国内市场涌现出一大批强大的新生力量，包括长城、长安、吉利、比亚迪等传统汽车企业也开始加快布局新能源汽车市场。

但是一遍又一遍，我还是觉得应该坚持下去。如果过一段时间还不能有所突破，那我放弃也不迟。当然媒体这种东西很大一部分是靠运气。如果我每次都倒霉，每次都抓不住大众的口味，那我真的太差劲了。仔细想想，我应该从大众的口味，当下的热点，一个比较系统的话题入手。现在我的重点是养生，然后受众多是中老年人。我以为这个话题会吸引所有人，结果却不尽如人意。好像现在中老年人不太关注这个话题，年轻人也不太关注。

⑼ Dr. Geert Tjarks：德国如何发展氢能产业

编者按：10月26日，由联合国开发计划署、中国 汽车 工业协会联合主办，佛山市人民政府、佛山市南海区人民政府全面支持的2019联合国开发计划署氢能产业大会（UNDP氢能产业大会）在佛山市南海区樵山文化中心隆重举行。

联合国开发计划署和世界 汽车 组织领导，以及国家相关部委、全球组织机构、科研院校、 汽车 集团、氢能与燃料电池核心企业等嘉宾代表将齐聚佛山，分享产业趋势报告、前沿技术成果和应用案例，为氢能与燃料电池 汽车 产业实现大规模商业化发展贡献智慧和力量。

在10月26日的论坛上，德国国家氢和燃料电池技术组织（NOW GmbH）国际部部长Dr. Geert Tjarks发表了主旨演讲。他在演讲中表示，德国从2000年就开始研发氢燃料电池技术，过去的十年完成了第一阶段，开发了很多新的技术。现在进入第二阶段，重点就是如何推广、应用这些技术，增加这些技术的效能、降低它的成本。

关于加氢基础设施，Dr. Geert Tjarks表示，德国目前有76个加氢站，今年年底将增加到100个。下一个阶段，将进一步提高到400个。

以下是Dr. Geert Tjarks的演讲实录：

德国国家氢和燃料电池技术组织(NOW GmbH)国际部部长 Dr. Geert Tjarks

Dr. Geert Tjarks：亲爱的来宾，女士们，先生们，非常感谢主办方邀请我来参加这次大会，谢谢联合国开发计划署、中国 汽车 工业协会、佛山市政府南海区政府，邀请我做这个汇报。

首先，先介绍我们的“NOW”。“NOW”是我们负责不同的德国联邦政府的一项项目，特别是联邦政府的一些交通项目，我们很多年前就已经成立了，我们在那个时候有一个NIP的项目，我将会在这里跟大家多说一下NIP的项目。我们也会负责在德国的一些充电基建项目，所以我们特别为德国的联邦政府不同项目服务，我们帮助政府加快提高这方面的能力。我们的公司就是这样一种职能，我的演讲有三部分，一是我们在德国氢能方面的一些举措和方法。二是氢能在能源系统的决策。三是在氢能方面的做法。

我们跟其他的国家一样，我们也签署了《巴黎协定》，我们要致力于减排，我们要在2030年之前减少至少55%的排放，因为我们可以看到过去几年一些数字，大家可以在图表上面看到变化，特别是一些公共交通贡献出来的减排数字。另外，对我们来说二氧化碳的减排在一方面是非常重要的，另一方面也是不容易做到的，所以这里我们遇到的问题，即我们怎样能够在公共交通领域做到减排目标？我们当然可以减少交通的需求量，我们另一方面也要找一些技术帮助我们能够减少排放。我们看了一下到底能够利用哪些技术帮助我们实现减排的目标？

我们看到了氢能技术真的能够帮助我们减少二氧化碳的排放，而且在公交领域，氢能也有很多不同的应用，也能够帮助我们的交通运输系统，比如说下面也可以发展一些氢能大巴，比如说有一些长途的运输客车也是很重要的，比如说在德国已经有氢能的火车在应用了。

当然了我们在脱碳项目方面其实遇到了很多问题，我们也希望能够把氢能应用到那个方面。我们要把氢能不仅作为可再生资源而且要帮助我们实现减排，发挥很大作用，因为对我们来说，我们知道燃料电池、纯氢在应用和运输方面都有很多的限制。

但是，其实我们是用一些合成的燃料，这些合成的燃料是在氢气基础上开发的。这种燃料能够实现方便的运输，我们也需要有这些氢技术用在交通方面，我们整个的策略想法就是要开发燃料电池行业，我们2000年就已经开始研发，我们过去的十年就完成了第一阶段，我们现在进入市场第二阶段，我们整个联邦政府一共提供14亿欧元的资金支持。

在这个阶段，我们通过研发开发出很多新的技术，今天我们还在应用这些技术到市场，所以第二个阶段，我们重点就是如何推广、应用这些技术，增加这些技术的效能、降低它的成本，所以成本是其中一方面的问题，我们通过不断的研发降低成本。

我们不仅仅是在应用方面做大量工作，我们在制氢生产方面也做了很多工作。我们所取得的成果，大家可以看到我们在燃料电池推广应用方面， 在德国我们就可以看到一共有76个加氢站，今年年底我们就会有100个加氢站，我们服务600万的顾客 ，其实能服务到600万的顾客是一个挺好的成果。

下一个阶段，我们要把整个的加氢站数字提高到400个 ，我们这个数字正在不断增加，在未来我们相信会有更多，所以我们希望能够在未来满足德国的燃料电池 汽车 的需求。

第二部分，我们在能源系统里面的氢应用情况。我们刚才也说到电动移动性方面，氢的作用很重要，我们要确保我们真的能够用这些绿色的能源，运用到我们的交通行业里面，我们要去想一下怎样把这些可以再生的能源应用到我们的运输部门里面，所以我们的政府很确信怎样能够把这些从其他行业里边所得到的能源能够应用到交通领域里面。

比如说，把那些电力方面的能源帮助我们再整合到能源系统里面，比如说我们从一些炼油厂实现氢能源应用？我们如何在短期内实现脱碳的一些任务？我们要去看怎样利用这些氢能源在很近的将来就可以实现我们作为一种可再生资源实现脱碳的任务。

在这里，我们可以看到水电解，是从电力到气体技术的最基本方法，我们可以看到德国有15个示范性的工厂正在做这个操作，整个的水电解能力正在不断提高，在不同的行业里面这些氢的耦合等等的应用也在增加。当然了，我们到2030年要实现我们的减排目标，所以我们可以看到从2020-2030年我们从100兆瓦的量达到2030年超过10GW的安装量，其实是可以做到的，我们要不断利用这些水电解的方法，2050年我们就要实现一到二GW的安装量。

最后，成本是很重要的。我们知道要在德国生产这些绿色的氢能成本是挺贵的，我们要根据我们限定的法规尽量降低氢能的生产成本，当我们买电力的时候，我们要考虑每个千瓦的成本，在付这些成本的时候我们还要付一些税等等其他的一些费用。我们现在已经有一些灵活的技术，但是我们同时也要在法规的框架下让整个成本能够实现降低目标，整个的政策和整个的行业框架都很重要。

最后一部分，氢能在整个经济里面接下来要做什么。政府方面，我们要去跟交通管理部门合作，要去开发一些国家的氢能策略，我们在今年的两委就会发布一些氢能策略，以及我们跟交通部合作、能源部合作，所以一共有4个部级的政府部门携手看未来整个氢能能够发挥多大作用。以及我们还有一些国家级的部长级大会，这是在德国一个比较特别的大会，去讨论全国氢能策略。

这是我们整个的国家框架，下一步，我们就要应用和推广整个的氢能，所以我们要说的就是怎样整合氢能到我们这个行业里面，因为我们知道有局部的案例成功并不足够，比如只是火车上面的氢能应用成功，并不能够让我们确保能够把它们升级到其他的行业应用里面，所以我们要考虑应用方面、生产方面等等，在应用方面是我们下一步的重点，我们已经推出“氢能大地”的计划，里面包括了9个氢能应用地区，包括公共 汽车 、卡车、小轿车等等其他的交通行业所涉及的一些车辆，都会把它们结合到我们这个氢能的计划里面。

我们还有另外一个“11个”大规模研发项目，我们称之为“REALLABORE”，我们希望未来整个德国能够产生氢能并能够增加很多，这是我们现在政府要推出的其中一些项目。我们整个项目就是要把不同行业的利益整合在一块，我们要有一个氢能生产的最佳条件，最后就能够把这些氢能成功地出售出去，以及把氢能应用到他们需要的地方。所以在我们整个的HYAMD项目我们就是氢能推广下一步的项目。

这一页大家可以感受到这些项目一些信息，比如现在我们整个的氢能项目规模大概是600瓦规模，我们未来要增加到100兆瓦。这个表里面大家可以看到德国北部有一些生产厂，但是南部有更多的氢能需求，所以我们要把整个的氢能技术推广得更快，同时能够把这些氢能应用到不同的地区，我们现在会进口一些化学的能源、石油等等，所以德国其实是不能够自给自足的，不能100%满足德国电能的要求，我们未来可能会从中国买一些能源。

我们最后的目标即找到一些可再生能源作为我们的能源载体，让我们整个德国的这些能源都可以结合利用起来。

这是我们在欧盟规定范围里面做的活动的情况，比如说在我们的国际级别上有一些创新任务，我们的创新目标就是包括欧盟在内23个国家推广氢能技术，我们把不同的利益方都能够结合起来，能够帮助我们去利用氢能给大家带来的好处，让它能够真正地在市场上推广。

这是最后一张幻灯片，我们在氢能行业要通过合作实现目标，非常重要的是把不同的利益方整合起来，实现规模的提升，降低成本，就把不同的市场、不同国家的利益方联系在一块，这是最重要的。所以我们要跟卡塔尔合作，我们跟卡塔尔有一个很强大的合作关系，对我们来说就是要通过这样一种合作把氢能推广到国际市场。

非常感谢大家！

⑽ 世界上有几个国家成功研制出氢燃料电池

美国

新能源成果突出,生态安全备受重视

2018年,美政府在大力推动传统能源产业发展的同时,持续加大对太阳能、核能、地热能、生物能等新能源领域的研发投入。

众多新能源领域中,新型电池研发成果引人注目。750次充电/放电循环后仍能正常工作的新型锂空气电池、容量大且寿命长的可充电水基锌电池、靠细菌发电的低成本纸基生物电池等成为电池中的新星。而在提高现有电池性能方面,科学家也取得不少成果。他们将有机太阳能电池的光电转化效率提高至15%,将锂离子电池的容量提高了40%。布朗大学开发的新型燃料电池反应合金催化剂,在活性和耐久性方面更是超过了能源部2020年车用电催化剂技术指标。

在维护生态环境安全方面,尽管政府最新气候评估报告称,气候变化将给美国带来多重伤害,但并没有说服特朗普总统。科学家依然不遗余力游说,不仅发文称美墨边境墙会严重危害地区生物多样性,还对欧洲将木材作为低碳燃料的政策提出质疑。在具体研究方面,甲烷温室效应的证实、金属铋“催化可塑性”的发现、可再生可降解乳蛋白包装材料的开发等成果,都成为保护全球生态环境安全的助推剂。

日本

锂电池负极大容量化,制氢系统投建

大容量不劣化的锂电负极研发成功。日本产业技术综合研究所新开发出了一种锂离子电池使用的负极,容量约为目前主流的石墨负极(372mAh/g)的5倍,与一氧化硅的理论容量基本一致。新开发的电极在反复充放电200多次后,容量依然没有变化,确认具备大容量、长寿命的特性。利用此次开发的电极有望提高负极的能量密度,推动锂离子二次电池实现大容量化和小型化。

世界最大规模利用可再生能源的制氢系统在福岛投建。2018年8月,日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)、东芝能源系统、东北电力及岩谷产业合作,开始在福岛县浪江町建设利用可再生能源制氢的氢能源系统“福岛氢能源研究站”,系统装置具备世界最大规模的1万千瓦制氢能力。利用该系统制造的氢预定用于燃料电池发电用途及燃料电池车和燃料电池巴士等交通用途,或者作为工厂的燃料使用。

氢燃料发动机实现大功率、高热效率、低排放。产综研与日本冈山大学、东京都市大学、早稻田大学组成的研究小组,在小型发动机的基础实验中,利用氢燃料优异的燃烧特性确立了新的燃烧方式,开发出全球首款能实现高热效率和低氮氧化物(NOx)的火花点火氢燃料发动机。

东海核燃料再处理设施报废计划获批。日本“原子力规制委员会”2018年6月批准了由日本原子力研究开发机构提交的东海核燃料再处理设施报废计划,耗资1万亿日元,报废时长预计将持续70年。

俄罗斯

大气治理取得进展,核废料和水处理有新法

大气污染防治方面,俄罗斯国立秋明大学的科研人员研发出液滴悬浮约束方法,并可进行定量液滴有序成团,此项工作可用于大气中污染物扩散机理的研究,制定生态灾难预防性措施;托木斯克理工大学研究人员使用含有3%—10%有机杂质的工业用水和废水,获取了燃料气溶胶,这种气溶胶可用于快速点燃火力发电厂和锅炉房的锅炉,还可用于柴油发电机燃烧室以及汽车内燃机。

核废料处理方面,俄科学院远东分院化学研究所联合俄远东联邦大学,正在研制新型纳米结构吸附反应剂,该吸附剂可用于净化俄远东红星造船厂内的放射性液体废物;俄西伯利亚联邦大学的科学家采用空化技术,让位于乏核燃料储罐底部密实的不溶性沉积层不断受到空化—活化水酸性溶液侵蚀而被破坏,新技术将溶解速率和沉积物回收量提高至原来的1.5倍,制备出的含放射性化学废物的水泥混合物强度是常规方法的2—3倍。

水处理方面,俄圣彼得堡理工大学的科学家使用高铁酸钠替代传统的氯气对自来水进行消毒,新试剂用量小,不会形成毒性分解物,还能将一些危险化学品分解成低毒化合物,同时杀死水中微生物;俄托木斯克工业大学能源工程学院研发出液滴爆炸粉碎式污水处理方法,可高效去除污水中的化学侵蚀性、毒性及燃料杂质,具有高效、低能耗的特点,适用于化工、石化、冶金、纸浆造纸等行业的污水处理。

德国

致力解决气候和雾霾问题,开发储存制取氢的新工艺

2018年德国大规模启动了碳转化学项目以解决气候和雾霾问题,这个由赢创公司和西门子合作的项目,拟利用人工光合作用,将二氧化碳和水转化为有用化学物质。按照计划,到2021年将在鲁尔区的马尔化学工业园建成一个巨大的化学试验装置,预计每年可利用二氧化碳生产20000吨有用的化学品和燃料。该项目最终获益的不仅是钢铁行业,还有化学和能源等行业。

德国尤利希研究中心和埃朗根—纽伦堡大学的研究人员合作,开发出了利用有机载体液和特殊催化剂,储存和制取氢燃料的新工艺,可使原先装卸氢燃料所需的两个装置简化成一个装置。这一新工艺将来应用于工业化储氢和生产,将大大降低成本和能源消耗,对能源转型具有重要意义。

不莱梅大学库尔策教授领导的研究小组找到了一种解决地下水硝酸盐污染的新方法,发现一种合成的多金属氧酸盐对于减少硝酸盐水污染有特殊作用,这种纳米结构物质在水中对硝酸盐还原起电催化效果。

韩国

建成应对核泄露系统,提高锂电池性能

2018年,韩国建成了迅速应对核泄露的“核辐射状况信息共享系统”,在核能设施周边29个地点探测放射能量泄露数据并迅速应对。

韩国大学成功开发出一种利用太阳光谱中红光捕捉二氧化碳的技术,能够将二氧化碳转换成一氧化碳中间物质,从而生产燃料;此外,韩国还研发出了符合更高环保要求的氢气制备技术。

韩国使用富锂锰氧化物开发了一种兼具高电压、高容量的黏合剂阳极材料,可大幅提高锂二次电池的能量密度;同时,充电速度为现有锂电池5倍、采用石墨烯球正极保护膜和负极材料的锂二次电池也在韩国研发成功。

以色列

注重氢燃料电池研发,助力新能源汽车发展

在第6届国际智能机动峰会上,以色列公司展示出水基氢燃料溶液,利用公司的专利催化剂,可以快速从溶液中获取氢气,供给氢燃料电池产生电能。该溶液具有无毒、化学性质稳定的特点,同时储能密度高,且便于运输和存储。

以色列研究人员还发现在太阳能的作用下,过氧化氢在氧化铁构成的光电极上产生光化学分离的化学机理。该发现有望将水廉价且高效地转化为清洁的氢燃料,促进氢燃料电池驱动的汽车大规模发展。

乌克兰

建立环境研究中心,监测研究自然生态

2018年9月,乌克兰教科部、环境部、国立喀尔巴阡大学,以及喀尔巴阡山国家公园联合建立了喀尔巴阡环境研究中心。喀尔巴阡山是横跨中东欧多个国家的欧洲第二长山脉,目前存在着诸如地表水体污染、工业和生活垃圾污染等环境问题,以及自然生态系统退化、生物多样性丧失、洪水和山体滑坡威胁增大的趋势。该研究中心建立后,通过监测和研究将为解决上述问题提供科学依据和解决方案。