T6娱乐注册-首选登录A. 氢、因其能量密度高，而被人们误认为是最佳的能源载体。氢气作为车载能源能量密度低于汽油、也低于甲醇、二甲醚。在本文看来氢作为能源载体可有可无。

　　B. 除地热、核能外，人类能利用的能源都是太阳能。在科学理论、科技发展达到一定高度的今天，太阳能的终极利用方案已经有条件形成。

　　能源问题是当前人类迫切需要解决的难题。不只是为了解决温室效应，降低能源成本，更重要的是在信息技术、智能自动化制造技术的帮助下，已经具备了解决这一问题的能力。

　　工业革命后的两三百年，所有在能源方面的努力都是为了提升太阳能转为服务人们生产生活的有用功转换效率和提高能源载体的有效能量密度。以前、所有的研究者都只着眼于单个环节的。如提高光伏发电效率、提高汽油发动机热效率。未曾将从太阳能到有用功当成一个系统研究。

　　晶硅、薄膜、钙钛矿结构等等光伏技术，聚光光热技术、锂电池、锂硫固态、氟阴离子、氢氧燃料等电池技术和新能源汽车。研究者投入了巨大成本、大量的人力物力精力。

　　但是、研究人员未曾认识到一个可怕的事实，那就是不管他们多么努力，方向选择错了。即便他们的电池技术达到所有的理论上的最大值。他们研究出来的技术都会是昙花一现。

　　氢能作为一种能源载体，被人误认为是未来的最佳能源。这种错误的想法源自两个事实，一个是氢能量密度高达143MJ/KG，另外一个氢的燃料电池理论效率高，实际最高效率已达到80%。

　　论据是正确的，结论却错了。氢气如果是车载能源，将储罐和氢气当成一个整体，其能量密度远低于汽油、甚至低过甲醇。氢燃料电池的整体效率也不高。

　　A. 高压储氢：氢质量含量1~5.8wt%，压力为35/45/70/90MPa，目前已经商业化。对于氢能汽车中的高压储罐，一般有35Mpa和70Mpa两种，采用碳纤维复合材料组成铝内胆外面缠绕碳纤维材料。日本通过将减少碳纤维强化树脂的用量，使重量效率比原来提高了20%,储氢重量密度达到了5.7wt%。

　　B. 液化储氢：氢质量含量5wt%，将纯氢冷却至-253℃储存，超低温消耗能量大，成本高，优势在于储氢密度高，多用于航天、军工领域。

　　C. 固态吸附储氢：氢质量含量5.3～9wt%，使用以碳材料为主进行物理储氢，环境为77k、4MPa，纳米碳材料储氢性能好，还处于实验阶段。

　　D. 液态有机化合物储氢：氢质量含量6～8wt%，常温常压，储氢容量大，目前还处于实验阶段。

　　E. 金属氢化物储氢：氢质量含量1.4～3.6wt%，常温常压，安全性好，但是储氢合金存在易粉化、能量衰减和变质，目前还处于实验阶段。

　　F. 自然储氢：包括水储氢、甲醇储氢等。其中，水储氢的氢质量含量为11.1wt%，常温常压，能量比度高，成本高，以电解水制氢为主。甲醇储氢的氢质量含量为12.5wt%，常温常压，能量密度高，低成本，大规模甲醇制氢技术早已实现商业化，微型化甲醇制氢技术已实现突破，商业化价值极高。

　　上面的六种氢储能方法中，甲醇的储氢质量分数是最高的了。并且，甲醇利用热重整、质量占比12.5%的氢会成为氢单质。而甲醇的能量密度是20MJ/KG,经过热重整后得到的氢能量必定有损失。

　　显然，氢，作为能源载体。考虑储罐后，其整体能量密度不及汽油一半，也低于甲醇。此外，还要考虑氢能冷却压缩灌装造成的能量损失。氢气的极度危险性。

　　那么氢氧燃料电池的能量转换效率高呢？电池发电环节，氢能效率高，并不能弥补整体系统的能量效率。借助“油井-车轮”（WTW）效率理念。本文提出“STS”即solar to service。即太阳能转换为服务人们生产生活的有用功。STS的效率中，氢能因为经过了太阳能发电、电解水、燃料电池转换电能，这个中间多了一个氢形态的变换环节。其STS效率也低于光伏、更低于太阳能生产甲醇，甲醇直燃、内燃、重整制氢的效率。

　　在所有非直接利用太阳能利用方式中太阳能光伏、光热的效率是最高的，电能、热能都是服务人们生产生活的有效形式。基于STS的观点，未来能源必定是最高效利用太阳能服务人们生产生活的能源方式。当然，作为太阳能在地球上的能量载体，STS的评价至少包含经济价值、能量密度、系统效率和适用场合等等方面的考虑。

　　以生物质为原料、太阳能为能量来源，利用碳氢氧元素为热储能工质储能。并在夜晚发电，生产甲醇、二甲醚。而在甲醇、二甲醚的使用端。将太阳光聚光产生光热温度180~500℃的中低温太阳能，重整甲醇、二甲醚、水、沼气等组份，得到氢气、一氧化碳供给直燃、内燃机、燃料电池等方式利用。这样的太阳能利用方式和光伏发电方式将会是太阳能的终极利用方式。这种太阳能利用方式简称为太阳能利用LY系统。

　　太阳能利用LY系统所有的技术目前都有在使用。但不具备经济竞争力。当前技术技术发生了两个重大的转变，一个是太阳能光伏发电度电成本部分地区已经低于火力发电、未来将会在全球大部分地区平价上网。另外一个转变是，新能源汽车的普及，而LY混动车这个几乎是零成本的发电平台将会是最佳的新能源汽车路线。新能源汽车即将普及前，将LY混动车做成主流。利用汽车的分散，对应太阳能的分散、生物质的短距离收集得到了单面面积的能量密度大幅度提升，而经济成本极低。

　　随着太阳能光伏、光热、和LY混动车技术成熟，效率提高。太阳能LY系统的的光电、光热转换效率超过40%（理论值），即便实际只能达到10%。即便地球表面积的十万之一的面积被太阳能光伏、光热有效利用，收集到的太阳能有效服务人们生产生活的量也超过目前人类利用能源的十倍以上。而生物质的收集到的太阳能总量更大。如果生物质在LY混动车这个平台上得到有效利用，能源问题将从根本上得到解决（概算，缺乏严谨的计算）。

　　当然，如果LY混动车、光伏低成本发电这两个技术条件无法达到。太阳能利用LY系统也将无法实现。一旦LY混动车普及、光伏发电度电成本低于火电，太阳能利用LY系统就自发形成了。

　　A 当前国家大力补贴氢燃料电池新能源车产业链，是一种极大浪费。大声呼吁停止燃料电池新能源车的补贴。

　　B 从能源利用角度，短途纯电、长途增程式最佳的最优效率的能源利用方式。氢燃料电池车辆的能源利用效率低，能量密度也低。

　　如图1，燃料电池实际上也是一种混动车。燃料电池和锂电池一样是存储电能的部件，但燃料电池的输出调节存在滞后性，需要通过电池、电容等快速储能部件对峰值功率进行调节。

　　当前，国内一窝蜂地上线燃料电池汽车，这些企业家认为再过十年后，燃料电池汽车将占据主流位置。然而，他们并不是被这个十年之后的美丽谎言吸引，而是被丰厚的补贴吸引。

　　不管是现在还是十年之后。氢燃料电池汽车一直都是毫无竞争力。这是一个屡试屡错的新能源汽车路线。

　　不相信这个论断的人是不会独立思考、随大流的一类人，他们都认为当前官员、专家、企业家都堵上了个人前途、身家在努力实现燃料电池汽车的技术突破。也许十年后技术真的能突破。再说这些人充满智慧、执行力、判断力。肯定不会错。

　　对或错，其实判断依据重中之重是在于十年后不确定性以及其他汽车技术的竞争。下面从5个方面进行最通俗易懂的说明氢燃料电池汽车十年后即便达到了所有技术理论值，也是毫无竞争力的。

　　我们知道氢氧燃料电池造价昂贵，当前一套汽车的燃料电池是相同功率的燃油车的2~4倍。也就是说，即便能够降低90%的成本，当氢氧燃料电池的成本至少为普通燃油车的20%以上。十年后的锂电池等技术已经更低于整车的20%。在这样的情况下，氢气度电价格至少是电能的2~5倍。（这个是很好估算的车载燃料电池效率50%，电解氢75%。即便从能量角度来看，1度电也只能有37%变成汽车能量。氢能度电成本至少是电能的3倍）

　　而电池车与氢燃料电池汽车最大的差别在于补能方式上。最常见的说法是氢气加气3分钟，充电可能需要数小时。如果出行需求是200公里以上，这个说法是正确的。当出行距离在200公里以内，按私家车百公里耗电13度电而言。给燃料汽车加氢气依旧是3分钟。使用200KW充电桩给电池充电由20%充到80%电量，补充26度。需要8分钟。而绝大多数车主，日常出行需求不到200公里。每天使用夜晚慢充即可。

　　对于超过200公里的出行需求，采用增程器模式，比如理想汽车理想one。但理想one车型存在一个较大的设计错误，使用了1.2T L3发动机。如果理想one，选用了12KWe的可拆卸式增程式，比如达思灵的12KWe甲醇增程器，重量60KG。那么理想one就具有500公里以上续航（NEDC），购车成本也能大幅降低。

　　而如果使用LY混动车方式，12KWe增程器重量只有不到30KG，未来还可能做得更轻。适合成人单手搬运拆卸。当出行需求超过500公里，电池电量快耗尽，使用快速200KW快充充电10分钟，并补充甲醇。续航恢复500公里以上。如果没有充电条件。甲醇充足的情况下，停车充电或者低速前行。

　　也就是说，在纯电模式下，200公里以内，氢燃料电池补能模式不占优。在增程模式下，氢燃料电池补能模式，必需要有加氢站，而增程只需要有甲醇就可以补能。其便利性要超过加氢气。

　　可能大家都觉得富余电力电解水，得到氢气，燃料电池排放水这样的模式是最环保的。其实不然，环保是相对的。相对燃油，氢气不增加二氧化碳排放。如果甲醇中的碳来自生物质，增程模式下碳排放也是环保的。更重要的是使用沼气、沼渣生产甲醇的同时，可以得到巨大量的沼液，这些沼液超过了农业肥料的需求。相对而已，甲醇比氢气环保。

　　氢能的最大优点大家都觉得是能量密度高，其实氢能的最大缺点是能量密度低。当你把氢能燃料电池、存储箱和氢气当成一个整体看待。续航500~700公里的燃料电池汽车，其氢能系统的能量密度约300~400W/Kg。单位体积能量密度更加差。尤其是当出行距离越短，其有效能量密度就更低。（根据亿华通 YHTG63产品计算，当然如果将储氢20公斤，续航2000公里，其能量密度可以达到800W/Kg，但这是没有意义，电动车停下来就可以充电）

　　仍旧使用甲醇增程器与氢气比较。带发电机的12KWe增程器，60KG，外加40KG甲醇。其能量密度是880W/Kg。而LY混动车的增程系统能量密度12KWe增程器，30KG，外加40KG甲醇。其能量密度是1250W/Kg。

　　仍旧以理想one为例，40KWH电池组重量约200KG（按200W/Kg计算）。如果使用带发电机增程器，其总有效能量密度为426W/Kg，LY混动车增程密度为474W/Kg。

　　当然，氢燃料电池能量密度随着技术发展，还会更高。但不可能超过增程系统。理由很简单，甲醇含有12%以上的氢，可以完全转换为氢气。而目前其他然后存储氢的材料介质，氢质量占比不会超过10%。燃料电池效率比甲醇内燃发电高10~20%的工程数值，抵消不了燃料电池与小功率增程器的质量差。也就是说即便燃料电池不用担心一氧化碳（co）造成催化剂中毒。可以使用甲醇为燃料。其能量密度仍比不上增程系统。

　　使用生物质生产一氧化碳，只需要利用生物质为储热介质即可得到。而一氧化碳再跟氢气生成甲醇。氢气的能量没有减少，只是转移到了甲醇里。而生物质储热得到一氧化碳，解决了太阳能的储能问题。并得到一氧化碳能量。这种方式比单独电解水，得到氢气，高压存储要更有效率。能量需求也更少。能量转换效率更高。

　　综上，不管是未来还是现在，氢燃料电池汽车技术都是不具备竞争力。当前政策不该去大力补贴。而是去发展短途纯电、长途增程的出行交通工具模式。

　　未来能源主力是电力，其次是可存储的可再生能源（如光热、水电、生物质），然后是二甲醚、甲醇等可再生二次能源，最后才是昂贵的氢能。

　　微信公众号“中国经济大讲堂”于2019年5月17日，标题为《【深度】氢能如何改变我们的未来？》一文中。文字记录了某位国家战略科学家对于氢能源的看法。怀着崇拜的心情认认真真看完。对于这么“科技大师”的大家之言。深感不安。为何不安？

　　1：氢能将在移动式发电、如汽车、飞机等交通工具能源应用场景中出现颠覆性应用。

　　4：氢能在美国、日本、韩国都有在前期萌芽阶段，尽管氢能在这些国家能源比重不到万分之一，“科技大师”认为这些国家的氢能利用是先进的，做了大贡献。中国国家战略重视，地方落实到位，干劲十足。

　　5：我国氢能产业如何突破？A、推进氢能全产业链发展，布局氢能产业示范区。B、建立氢能国家重大专项，开创氢能重卡时代。C、充分利用废弃电力，降低制氢成本。

　　上面的观点中，氢能是雾霾终结者的结论非常正确，然而也没有用处。2013年，从雾霾问题开始被重视开始，如北京等地方的雾霾问题5年多来得到缓解，跟氢能一点关系都没有，以后可能也没有。

　　氢能是最安全，比汽油还安全的。这就好比说氢弹杀人时比子弹带给人痛苦更少的，更人道。因为氢弹的爆发几乎是瞬间的，痛苦还没传到大脑就已经灰飞烟灭了。氢气比汽油更容易着火，火势蔓延更严重。氢气一旦泄露，必定会造成燃烧或爆炸。汽油碰撞发生泄露还不一定能着火。“科技大师”却把这个当成最优点，如此颠倒黑白？难道这是给发展氢能的获益阶层代言广告吗？

　　当前媒体报道和部分科学家的观点中，把氢能当成未来能源，甚至是未来唯一清洁能源。是一种非常错误的想法、认识。尽管有诸多的反对声音，却被已经失去理性思维的狂热随大流而湮没。

　　首选认清楚，未来我们需要的是什么？我们需要的是能源。比如电力、石油和煤炭等等形式的能源。而电力是最佳的能源形式。 如果有足够多的电力，为什么还要氢能？

　　其次想清楚，能源从哪里来？按2018年BP公司能源年鉴，已探明储量的石油天然气煤炭按当前消耗速度，石油储量仅仅够用50年、天然气够用50.2年，煤炭够用134年。当50后，石油天然气耗尽，煤炭的消耗速度将加剧。也就是说，如果没有更多商业开采探明储量。化石能源工业将在百年内消失。未来我们能源的源头只有太阳能、核能和地热。

　　想明白这两点，你会发现未来能源中，氢能就是一个捡回来的孩子。氢能如电能一样，是一个二次能源。当前，大部分能源已经电力化了。当交通工具电动化完成后，电能才是未来的主要二次能源。氢能占比会非常低。其所以需要氢能是因为电能的存储是一个很头疼的问题。

　　先看一下2018电能中火电、水电、核电、风电分别占比75.08%、13.15%、4.17%、6.1%。

　　当前光伏发电占比还不到1%，但可以预见未来30年内，光伏发电电量将取代火电。光伏发电度电成本低于火电，但没有阳光就没有电力，电能需要存储。如果光伏发电电量占比超过75%。那么水电、核电将无法承担储能和负荷调整的重担。因此，现在广泛的观点是让氢能储能。

　　按照“科技大师”和一些人的观点，是让电能去水解氢，然后存储起来，再用燃料电池发电。其实氢的来源有两个。一种是从C-H键断裂，主要从烃类物质（石油，天然气、生物质等）提取，另一种是从O-H键断裂入手制氢，主要为水分解和电解。水裂解制氢是最直接的方法，但是研究表明需要2500K以上水的分解才比较明显，考虑材料耐高温及氢氧分离技术限制，水直接分解目前技术上不可行。电解则是较为可行的办法。当然还有多达300多种途径的太阳能化学制氢。这两种获得氢，作为存储能量介质要么效率低下。

　　当前规模化，工业化的高温电解产氢效率为75%，美国通用公司SPE法效率甚至高达90%。而氢燃料电池理论上达到90%以上效率。实际在60~80%之间。也就是说如果让氢能作为储能，最高理论效率有可能达到80%，当前较佳技术效率典型值45%左右。抛开昂贵的电解设备、氢燃料电池和储能器具。这个效率应该不低了。

　　然而，即便从效率转换来说，氢能仍不是最佳的储能介质。在作者所写的《氢能不是未来能源方向！》一文中，提出了一个更有效的储能方法。该方法如下图

　　图2 中，生物经过厌氧发酵得到沼渣碳、沼气和沼液。沼液作为肥料回归耕地。沼渣碳和沼气里的二氧化碳在太阳能聚光光热条件反应生成一氧化碳，和通过光伏电解水得到的氢气生成二甲醚、甲醇。二甲醚、甲醇再通过LY混动车发电，或者燃料电池发电。这样的系统的“STS”效率比氢能更高（“STS”即solar to service。即太阳能转换为服务人们生产生活的有用功）。

　　在这个系统中，太阳能在聚光光热生产一氧化碳过程中，已经被有效储存。可以解决夜晚的电力需求。二氧化碳和碳生产一氧化碳过程也储存了一部分太阳能。再变成二甲醚、甲醇等可以长时间存储的介质，储存器具也比氢能要求低。

　　这样的系统，效率最高会是多少呢？目前没有工程数据，按照光热发电年效率可高达19%来评估，光热储能肯定比氢能要好，而移动能源中二甲醚、甲醇也同样比氢能好。（相关论述见作者相关文章）。

　　基于上面的原因，如果一味只强调鼓吹氢能，而不考虑发展其他能源形式。很可能会耽误未来能源的转型。并且，未来能源主力是电力，其次是可存储的可再生能源（如光热、水电、生物质），然后是二甲醚、甲醇等可再生二次能源，最后才是昂贵的氢能。请立即停止使用纳税人的钱补贴原本就没有技术优势的氢能。