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2024-08-06 15:54氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，人类对氢能应用自200年前就产生了兴趣，到20世纪70年代以来，世界上许多国家和地区就广泛开展了氢能研究。 早在1970年，美国通用汽车公司的技术研究中心就提出了“氢经济”（Hydrogen Economics）的概念。1976年美国斯坦福研究院就开展了氢经济的可行性研究。20世纪90年代中期以来多种因素的汇合增加了氢能经济的吸引力。这些因素包括：持久的城市空气污染、对较低或零废气排放的交通工具的需求、减少对外国石油进口的需要、CO2排放和全球气候变化、储存可再生电能供应的需求等。氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，是人类的战略能源发展方向。世界各国如冰岛、中国、德国、日本和美国等不同的国家之间在氢能交通工具的商业化的方面已经出现了激烈的竞争。虽然其它利用形式是可能的（例如取暖、烹饪、发电、航行器、机车），但氢能在小汽车、卡车、公共汽车、出租车、摩托车和商业船上的应用已经成为焦点。由于氢能利用过程中CO2的零排放这一优势，其能源供给及转换技术已被认真加以评估。氢能能够通过从化石燃料或生物物质（包括城市废物等）中获取氢原子而得到，或者通过用化石发电，无碳能源电解水得到。后种方式通常花费更为昂贵并且产品利用率仅能达到4％。虽然如此，这种基于混合资源的电解氢会增加CO2的排放，因为此种方法通常增加了低效、碳基能源产品的产量。在近几年内，除了在斯堪的纳维亚(半岛)、巴西和加拿大这些地区有价格低廉而又丰富的水力电能，从天然气、甲醇、重油或MSW中获取氢的成本是最低的。早期在岛屿应用的有冰岛、夏威夷岛、瓦努阿图、大西洋群岛，氢能的应用具有特别的吸引力，然而即使包括CO2的回收和封存的成本，在大型市场当中从化石燃料中提取氢产品的成本仍然比电解氢的成本低。 随着国际气候变化和对石油进口依赖程度的不断加深，导致人们对氢能市场生存能力发展的普遍兴趣。虽然日本是世界上第一个以审慎的态度为世界能源网络工程投入2亿美元开展氢能研究的国家(研究计划年限为1993～2002年)，在其之后，又兴起了大量寻求构建氢经济的国家。从历史的角度上说，能源观念的转变需要花费几十年才能实现，一定范围内政府、跨国公司和个人企业对氢能产业的推动将是加速能源转换的必要因素。已有的一些有关氢能研发顺序的问题也会影响氢能经济的发展方向。举例来说，氢生产集中与分散，研究、发展和氢能汽车的营销，燃料电池技术的发展与内燃机，基础设施的改进包括燃料运输和建立燃料供应站等等，氢能商业化和市场渗透往往依赖于这些因素相互间错综复杂的影响，也影响它的成本、效率、能量存储密度和交通工具的成本、性能和安全性，而且在一个地区氢能和燃料电池发展突破将不可避免地影响其他地区全球性的经济发展计划。 国际能源机构（IEA）自1977年发起建立氢能源协定以来，就已经认识到氢经济的潜在价值。而且该组织也认识到氢能源的技术潜力有助于提供一种稳定的，持续的能源供应，并能减少二氧化碳的排放。因此，最近的计划主要是对成员国间合作研究的支持，支持的主要研究方向包括：氢能产品的成本效益、氢能产品的运输，氢能产品的分配，氢能产品的后期利用和基于可更新能源的储存。目前，国际能源机构氢能源研究重点是：光电电池电解，风和生物能资源，金属氢化物和碳纳米结构储存方式以及一体化模型工具研究。这些研究和推广计划已经在德国，意大利，瑞士，西班牙，美国，加拿大得到了相应的支持。然而，这些研发不可能在短期内对氢能源系统商业发展产生重大影响。 趋向于效益成本氢能技术商业性发展的下一步可能会由国际氢能经济合作组织（IPHE）来促进。该组织由美国能源部主持，于2003年11月18～21日在华盛顿区的一次会议上建立，参与者与成员国包括澳大利亚，巴西，加拿大，中国，欧洲委员会，法国，德国，冰岛，印度，意大利，日本，韩国，挪威，俄罗斯，英国和美国，最初的秘书处设在美国能源部（DOE）。该组织将会与国际能源机构合作开展相关活动，但它主要是为组织和实施研发合作及其活动提供一种协调机制。它寄希望于在2020年前，为参加国的消费者提供一种实用性的选择：到2020年消费者能够购买到一辆既有竞争价格、又安全方便的进行燃料补给的氢能动力汽车。来自Shell Hydrogen的一位代表估计，到2020年投资200亿美元仅能支持欧洲2％氢能动力汽车所需。 IPHE组织的工作将会反映到成员国有关能源供应的政策。这样，IPHE最初的有关氢能源类型的设想是一个由化石燃料、核能和可再生能源组成的混合体，这一设想也就反映了早期讨论过的国家能源混合形式及其相关政策。美国的政策就曾受到一家新的绿色氢能联盟的批评，这个联盟由环保集团和其他一些非盈利组织组成。但到目前为止，只有冰岛和巴西有一个针对可再生能源的具体路线。其他大多数成员国则认为有关技术选择和能源应该保持开放。 概述与结论 尽管氢能源的发展得到了全世界广泛的关注，但是只有两家汽车公司和两家主要的政治机构为氢能、燃料电池或汽车产品生产制定了特定的目标和时间表。DaimberChrylse公司宣布了将在2010年之前生产10万辆氢能燃料电池汽车的计划，而GM公司则声称将生产这个数量的10倍。然而，这两家汽车制造商对他们最初的宣称感到懊悔，因为事实上没有实现此目标的机会。其他汽车制造商似乎也有类似的目标转移。有4.54亿混合人口的欧联盟有计划要引进这些汽车，要使它们的整个路上舰队到2030年能达到15％，到2040年则会在此数额上至少再翻一番，然而这个数额还不是所提的目标。 在氢能和燃料电池被大规模应用于机动车辆之前，巴西以及东亚等地区将是一个该类型机动车辆被应用的重要市场范例。即便如此，2030年之前是否将会有对氢能汽车的大量需求还值得怀疑，除非GM公司或者另外的汽车制造商在设法出售这种汽车方面取得巨大成功。特定目标和时间表的缺乏是北美的一个问题。 现在主要的关注点是氢能发展的潜在的可持续性，在接下来的几十年中，大多数计划都提出产品要以如天然气或煤炭等相对便宜的能源为基础。这样，即使碳隔离技术是可行的，从化石燃料中提取氢能也不能够长期进行。只有巴西和冰岛设想到2030年前，提高从可再生能源中获取氢能的百分比，尽管这些特殊的计划都是模糊不清的。在其它地方，主要的正在形成的氢能可再生能源需求市场将起到十分重要的作用，而且对化石燃料的限制也很有作用。这样，世界在迎来一个真正出现并可持续的氢能革命之前还需要行进很长的一段路程。 资料:
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