清華大學(xué)研制的氫燃料電池城市客車。

    北京西北角，中關(guān)村科技園區(qū)永豐高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地，我國第一座以促進(jìn)氫能綜合利用、氫能教育及科普、氫能研究新成果展示與推廣為宗旨的示范園————“北京氫能示范園”正在建設(shè)。不久前，該示范園一期工程正式投入使用。專家評價，此舉將對推動我國氫能以及氫能汽車技術(shù)發(fā)展，推動氫能汽車實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，起到積極作用。

    氫能以其清潔、安全、高效的特點受到了越來越多的關(guān)注。許多科學(xué)家認(rèn)為，氫能在本世紀(jì)有可能成為世界新能源舞臺上一顆舉足輕重的“希望之星”。正是看好了氫能的“明星”潛質(zhì)，世界各國紛紛加大科研力量和資金投入，對氫能的開發(fā)和利用展開研究。

    高效清潔的新能源

    氫能是一種高效清潔的二次能源，具有許多獨特的優(yōu)點：首先，氫能來源廣泛，可以從化石能、核能、可再生能源中制取，有利于擺脫對石油的依賴；其次，氫能作為燃料，能在傳統(tǒng)的燃燒設(shè)備中進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，與現(xiàn)有能源系統(tǒng)易兼容；第三，氫能通過燃料電池技術(shù)轉(zhuǎn)化能量，比利用熱機(jī)轉(zhuǎn)化效率更高，而且沒有環(huán)境污染；另外，氫能能夠儲存，可以與電力并重而且互補。

    利用氫能已不是什么新鮮事兒。在我國航空航天領(lǐng)域，“兩彈一星”中的液氫液氧研究都是對氫能的利用，不過，這屬于高技術(shù)領(lǐng)域，離我們的生活還有點兒遠(yuǎn)。在民用工業(yè)領(lǐng)域，燃料電池技術(shù)作為氫能的理想轉(zhuǎn)化裝置，近年來發(fā)展迅速。

    氫能燃料電池的原理是使用氫氣作為活性物質(zhì)，與氧氣(或空氣中的氧)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在清潔的狀態(tài)下獲得直流電能的發(fā)電裝置。

    清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室的王賀武博士告訴記者，目前，燃料電池是氫能利用最好的技術(shù)，具有無污染、高效率、適用廣、無噪聲、能連續(xù)工作和積木化組裝等優(yōu)點。使用氫能燃料電池的汽車排放出的是水，可真正實現(xiàn)零排放。

    不過，氫能能否真正被廣泛應(yīng)用，氫氣的制取、儲存和輸送等技術(shù)研發(fā)，顯得尤為重要。目前，氫氣制取消耗一次能源造成成本過高，而氫氣的儲存和輸送還沒有好的辦法，利用金屬氫化物儲氫率太低，高壓罐儲氫耗能又太高。

    因此，有關(guān)專家認(rèn)為，要順利推進(jìn)氫能和燃料電池的產(chǎn)業(yè)化，從氫能的生產(chǎn)、儲存、運輸?shù)较嚓P(guān)基礎(chǔ)設(shè)施與產(chǎn)業(yè)體系以及標(biāo)準(zhǔn)的建立，都要經(jīng)過長期、艱苦的科技攻關(guān)。  

    世界各國加大投入

    世界各國對氫能研究開發(fā)的升溫，開始于20世紀(jì)90年代燃料電池技術(shù)的快速發(fā)展。目前，美國、歐盟、日本等都從可持續(xù)發(fā)展和能源安全的戰(zhàn)略高度，在國家能源戰(zhàn)略層面上制訂了氫能發(fā)展的路線圖，并不斷加大對氫能和燃料電池技術(shù)研發(fā)的投入。

    據(jù)王賀武介紹，2002年，美國能源部就提出了《向氫經(jīng)濟(jì)過渡的2030年遠(yuǎn)景展望報告》。目前，美國能源部正在實施“自由汽車計劃”和“氫燃料導(dǎo)入計劃”，以支持氫能和燃料電池及燃料電池汽車研發(fā)與示范。從2003年起開始實施的“自由汽車計劃”，預(yù)計5年內(nèi)投入12億美元。2005年8月，美國國會通過了新的能源法案，氫能被列入“主流能源”選擇之一，并將到2020年時投入37億美元用于氫能的研發(fā)、示范和稅收優(yōu)惠

    在氫能和燃料電池研發(fā)上，歐盟也不斷加大投入。歐盟在2003年制訂發(fā)布了《歐盟氫能路線圖》，計劃在未來5年內(nèi)投入20億歐元，用于氫能、燃料電池及燃料電池汽車的研發(fā)示范，并創(chuàng)立歐洲氫燃料電池合作組織，實施了“歐洲清潔城市交通項目計劃”，在阿姆斯特丹、巴塞羅那、漢堡、斯圖加特、倫敦、盧森堡、馬德里、斯德哥爾摩、波爾圖等9個城市各安排3輛燃料電池公共汽車試用。目前，歐盟正在啟動有關(guān)氫能和燃料電池汽車技術(shù)研究的“框架七”計劃。

    對新能源開發(fā)從不落后的日本，從1993年起就開始實施“世界能源網(wǎng)絡(luò)”計劃，深入研究氫能及其基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)，希望到2020年逐步推廣氫能。2004年，日本在《新產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略》中將燃料電池列為國家重點推進(jìn)的七大新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之首。據(jù)了解，近5年來，日本產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)省平均每年投入約2.7億美元用于燃料電池相關(guān)項目研究。目前，日本正通過開展燃料電池汽車的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、法規(guī)、認(rèn)證制訂工作，扎實推進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化。

    另外，加拿大和巴西也都希望利用廉價水電推廣氫能；人口僅28萬的冰島早在1999年就提出，到2030年讓全部機(jī)動車和漁船使用氫燃料電池，此外冰島還成立了由汽車制造商和電力公司組成的新能源聯(lián)盟，他們計劃在冰島國內(nèi)建立完全使用氫燃料的系統(tǒng)，并能夠出口氫燃料。

    我國著力自主研發(fā)

    近年來，我國也對氫能和燃料電池技術(shù)研究給予了穩(wěn)定的支持。國家“863”計劃設(shè)立了氫能技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)課題，“973”計劃設(shè)立了氫能基礎(chǔ)研究項目。科技部從2001年開始組織實施以燃料電池汽車研發(fā)為重要內(nèi)容的“電動汽車重大科技專項”，作為“十五”的12個國家重大科技專項之一，國家投入近9億元。

    通過科學(xué)家們的努力攻關(guān)，我國氫能和燃料電池技術(shù)正在不斷發(fā)展。繼德國、美國、日本之后，我國自主開發(fā)出燃料電池系統(tǒng)及燃料電池轎車和城市客車，其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)與國際先進(jìn)水平相當(dāng)。王賀武表示，在科技部“電動汽車重大科技專項”和氫能源燃料電池領(lǐng)域項目支持下，清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家實驗室已經(jīng)自主研發(fā)了5輛燃料電池城市客車，它們的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于國際主流車型，而造價只有國外平均水平的1/4，累計運行里程已超過5萬公里，引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。他說：“這5輛采用氫能燃料電池的公共汽車，有望為2008年北京奧運會服務(wù)。”以研發(fā)燃料電池轎車為主的上海同濟(jì)大學(xué)，自主研發(fā)出的“超越3號”燃料電池轎車去年6月在第8屆必比登清潔能源汽車挑戰(zhàn)賽上取得了優(yōu)異成績。

    在加緊氫能和燃料電池自主研發(fā)的同時，我國還積極參與國際合作。2003年11月，包括我國在內(nèi)的15個國家和歐盟共同發(fā)起“氫能經(jīng)濟(jì)國際合作伙伴”計劃，以協(xié)調(diào)和促進(jìn)世界各國在氫能和燃料電池方面的研發(fā)工作。另外，在聯(lián)合國發(fā)展計劃署和全球環(huán)境基金的資助下，科技部、北京市和上海市政府聯(lián)合實施“中國燃料電池公共汽車商業(yè)化示范項目”，采用全球招標(biāo)方式購買了3輛燃料電池公共汽車，目前已在北京試運行。

    王賀武認(rèn)為，目前，我國在氫能和燃料電池技術(shù)領(lǐng)域取得了一系列成果，研發(fā)水平排在第一梯隊，僅次于日本、美國、加拿大、德國。但是，我國氫能研究起步較晚，在基礎(chǔ)研究、儀器設(shè)施、應(yīng)用體系、開發(fā)路線、研發(fā)經(jīng)費等許多方面與這些國家還有較大差距。因此專家建議，應(yīng)加大投入、加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、加快突破核心技術(shù)，以使我國氫能和燃料電池研究在世界競爭中處于有利地位。

    在東京國際氫燃料電池展覽會上，氫燃料電池汽車成為展會亮點。