氫能經(jīng)濟(jì)時(shí)代來(lái)臨

當(dāng)前，減少碳排放是全球面臨的最大挑戰(zhàn)之一，再這樣無(wú)休止地排放溫室氣體，總有一天人類(lèi)的生存空間會(huì)受到不宜居住的威脅，所以應(yīng)盡量采用清潔能源技術(shù)，減少碳排放。

目前及今后可采用的清潔能源有三種：最先進(jìn)的是風(fēng)能和太陽(yáng)能；其次是離子電池，但還處于早期發(fā)展階段，與現(xiàn)有技術(shù)相比，并不具有競(jìng)爭(zhēng)力；最具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)是綠色氫能。氫能在傳統(tǒng)可再生能源不適用的一系列工業(yè)用途中具有潛力，比如煉鋼、水泥和重型卡車(chē)。若能貯存在地下,它甚至能夠?yàn)殡娋W(wǎng)提供備用電力。

據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)估計(jì)，到2050年，氫能可以滿(mǎn)足全球24%的能源需求，年銷(xiāo)售額達(dá)到2000億～7000億美元。為了刺激氫能的發(fā)展，各國(guó)政府應(yīng)該提供補(bǔ)貼，使綠色氫能成本低于傳統(tǒng)能源。鋼鐵、水泥和卡車(chē)應(yīng)該被強(qiáng)制要求在2030年之前部分使用氫能，比如，30%生產(chǎn)活動(dòng)改用氫能。

氫電列車(chē)來(lái)到了鐵路上

名為“科拉迪·伊林特（Coradia  iLint）”的藍(lán)色列車(chē)從2020年6月12日起正式在德國(guó)西北部的綠茵平原上奔馳，顯得格外扎眼，它的速度140km/h，不排放一絲絲煙氣，排放的僅是一團(tuán)團(tuán)水蒸汽。這是全球首款氫能提供動(dòng)力的客用列車(chē)。所有驅(qū)動(dòng)列車(chē)的電力都來(lái)自車(chē)頂?shù)碾姵睾椭車(chē)諝庵械难?。?020年10月，兩列樣車(chē)已在德國(guó)下薩克森州四座城市間商業(yè)運(yùn)行了23個(gè)月，總運(yùn)行了22萬(wàn)公里，完全達(dá)到了預(yù)定的運(yùn)行目標(biāo)，很好地融入了現(xiàn)行的客運(yùn)體系中，可提供與當(dāng)前營(yíng)運(yùn)的熱動(dòng)力列車(chē)同樣的實(shí)用性。

氫電列車(chē)iLint是法國(guó)阿爾斯通公司制造的。下薩克森州政府又采購(gòu)了14列，將從2021年起替換柴油動(dòng)力列車(chē)；德國(guó)黑森州斥資3.6億歐元訂購(gòu)了27列，計(jì)劃從2023年投入法蘭克福周邊鐵路網(wǎng)。氫電列車(chē)的成本雖然比熱動(dòng)力列車(chē)的高30%，但它的優(yōu)點(diǎn)多多，運(yùn)行沒(méi)有污染且噪聲很小，而且完全避免了鋪設(shè)電力設(shè)備的開(kāi)支，而這項(xiàng)成本平均高達(dá)100萬(wàn)～300萬(wàn)歐元/公里。

2020年，法國(guó)現(xiàn)有近3萬(wàn)公里的鐵路網(wǎng)中還有一半沒(méi)有實(shí)現(xiàn)電氣化，有1200列柴油機(jī)車(chē)在運(yùn)行，準(zhǔn)備改為氫電列車(chē)，全部實(shí)現(xiàn)綠色鐵路。

日本推出首艘遠(yuǎn)洋液氫運(yùn)輸船

2019年12月11日，神戶(hù)川崎重工業(yè)公司為世界首艘8000噸的遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舉行了下水儀式，標(biāo)志著一個(gè)試驗(yàn)性項(xiàng)目的第一階段宣告完成。該船下一步將把澳大利亞生產(chǎn)的－253℃的液氫運(yùn)回日本。使用液氫不會(huì)產(chǎn)生碳排放，因此日本將其視為未來(lái)能源需求的潛在解決方案。目前，該船是世界上唯一采用國(guó)際海事組織液氫裝載臨時(shí)安全標(biāo)準(zhǔn)的船只，2020年完成試航后，它的安全措施無(wú)疑會(huì)成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。

日本是一個(gè)能源匱乏的國(guó)家，正努力建立無(wú)碳燃料全球供應(yīng)鏈。澳大利亞用其大量低品位煤生產(chǎn)氫。然而，這一工藝會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品——碳，因此只有在采集和貯存碳的情況下才能實(shí)現(xiàn)環(huán)保。

空客將推出氫動(dòng)力飛機(jī)

歐洲空中客車(chē)公司于2020年9月展示了三種氫動(dòng)力的“零排放”飛機(jī)視覺(jué)概念?？湛陀?jì)劃在2035年年底前推出零碳排放的商用飛機(jī)，法國(guó)賽峰集團(tuán)等發(fā)動(dòng)機(jī)制造商稱(chēng)這是一個(gè)宏偉的目標(biāo)。一種為能搭載120～200人、航程3700km的渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)；另一種使用能搭載100人航程1600km的渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)；第三種則采用革命性的“翼合融合”設(shè)計(jì)。眼下正在開(kāi)發(fā)驗(yàn)證機(jī)，初步成果預(yù)計(jì)2021年面世。第三種是研發(fā)重點(diǎn)。

有人說(shuō)，為了實(shí)現(xiàn)2035年年底前推出零碳排放商用飛機(jī)目標(biāo)，空客必須在2025年年底前選定所采用的技術(shù)；還有人說(shuō)，要讓推進(jìn)裝置完全使用清潔能源起碼要等到2040年。面臨的挑戰(zhàn)是如何在極其寒冷的高空飛行環(huán)境下安全貯存不穩(wěn)定的液氫?？湛凸颈硎?，不必?fù)?dān)心氫的安全問(wèn)題。

世界首架氫燃料飛機(jī)成功試飛

2020年10月7日，世界首架燃?xì)滹w機(jī)在英國(guó)克蘭菲爾德機(jī)場(chǎng)成功完成滑行、起飛、所有起落航線飛行、著陸等試飛項(xiàng)目，成為世界低碳飛行史上具有里程碑意義的重要事件。

這架飛機(jī)由澤羅瓦阿（Zero Avia）航空公司派珀（Piper）m級(jí)6座飛機(jī)的基礎(chǔ)上改裝而成。澤羅瓦阿航空公司表示，此機(jī)的飛行距離和有效載荷將與噴氣飛機(jī)的相當(dāng)，但運(yùn)營(yíng)成本明顯降低。本次飛行是英國(guó)政府海弗萊厄（Hy Flyer）項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目由澤羅瓦阿航空公司、歐洲海洋能源中心和智能能源公司共同發(fā)起，旨在展示低碳動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)。

日本將在月球建氫燃料工廠

2020年9月27日，日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)宣稱(chēng)，計(jì)劃于30年代中期在月球表面利用存在于月球表面的水制造氫燃料工廠，以獲得往返于空間基地和在月球表面移動(dòng)所必需的動(dòng)力，以減少?gòu)牡厍蜻\(yùn)輸燃料的時(shí)間和費(fèi)用。日本將與美國(guó)合作，于本世紀(jì)20年代建設(shè)繞月空間站“入口（Gateway）”。工廠建在月球南極，因?yàn)槟抢镉兴?035年建成，利用太陽(yáng)能電池把水分解為氫與氧，以作為燃料。在月球表面起降一次需要37噸水，在月表面移動(dòng)一次需要21噸水。如果利用在月球獲取的水來(lái)進(jìn)行5～7次月球表面探測(cè)，會(huì)比從地球運(yùn)水成本更低。

歐洲計(jì)劃在2035年實(shí)現(xiàn)氫能源客機(jī)商業(yè)化

航空工業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)是排放的溫室氣體太多，目前航空業(yè)每年排放的CO2超過(guò)9億噸。假設(shè)每年工業(yè)增長(zhǎng)3%～4%，燃油效率提高2%，到2050年排放量將增加一倍以上。在同一時(shí)期，航空運(yùn)輸行動(dòng)小組（ATAG）承諾到2050年將CO2排放量減少50%（與2005年相比），歐盟（EU）在綠色協(xié)議中設(shè)定了碳中立的目標(biāo)。除了CO2，飛機(jī)排放的氮氧化物（NOx）、煙塵和水蒸汽，凝結(jié)產(chǎn)生尾跡和卷云，也會(huì)對(duì)氣候產(chǎn)生較大影響，因此，航空業(yè)對(duì)全球變暖的“全部貢獻(xiàn)”遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于僅僅CO2排放量的影響。

歐盟《氫動(dòng)力航空航天》研究報(bào)告指出，氫最適合作通勤、支線、短程和中程飛機(jī)燃料，長(zhǎng)途航空很可能以液態(tài)碳?xì)淙剂蠟榛A(chǔ)。

中國(guó)鋁工業(yè)可提供氫能經(jīng)濟(jì)時(shí)代所需的一切鋁材

中國(guó)已建成了世界最強(qiáng)大的鋁工業(yè)體系，可為氫能經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供所需要的全部鋁材。氫能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用鋁的板塊：制取氫的工藝設(shè)備約含12%Al；運(yùn)輸與貯存液氫的容器約含＞85%Al，這些容器也可以用鋼制造，但鋁材是最優(yōu)的材料，總體上鋁材比鋼材優(yōu)越得多；使用液氫的設(shè)備如航空器與軌道車(chē)輛等約含75%以上的Al。