走出氫能誤區_風聞

氫能是無碳能源，前途無量，但也永遠“還需要N年”。這來自於氫的儲存、運輸、加註的問題。氫原子太小了，泄露很難避免。在開放空間問題不大，但在密閉空間，一旦聚集，燃爆的危險很大。氫汽車不可能不準停放地下車庫，這是繞不過去的坎。

NASA的SLS火箭號稱史上最大，用於發射“阿爾特彌斯”探月飛船，但兩次發射都半途而廢。第一次是因為發動機的傳感器故障，第二次是液氫加註時泄露過量。NASA是液氫液氧火箭的先驅者，土星V的第二、第三級就是液氫液氧火箭。液氫、液氧需要在發射前加註，否則整體從發射整備中心移動到發射平台時太重，重心太高，不安全。加註時肯定是要有所泄露的，實際上在液氫、液氧灌注到燃料箱和氧化劑箱的時候，要將原來的氮氣頂出來，這中間必然要從排氣孔帶出一些液氫、液氧。空箱充氮是容器防爆的標準操作。

液氧問題不大，密封好解決。液氫就很麻煩，密封特別麻煩，而且在規定的排氣孔之外的微小泄露很難探測，只有到泄露量大了，形成白霧（超低温的液氫將空氣中水分冷凝成霧），才容易發現。但火箭發射前的燃料加註量是精確計算過的，多了不行，少了更不行。泄露量一大，火箭裏到底有多少液氫就説不準了。結果NASA因為液氫泄露超標，被迫放棄第二次發射。據説這樣屢屢放棄，使得SLS的發射成本高達一次40多億美元。要是每次都這樣，NASA需要另外找金主了。

但NASA其實是伺候液氫最有經驗的，化工上沒有這樣大量使用液氫的；SLS發射這樣的大事件也不惜工本，所有的液氫管路、接口都用最高標準的材質和加工，操作人員有最嚴格的培訓和資質，依然有難堪的泄露問題。家用氫汽車可是買菜送娃上班泡妹用的，大叔大媽小哥小妹既沒有NASA的資質，也沒有NASA的條件，加氫泄露幾乎是必然的，帶來各種問題也是必然的。氫汽車的儲氫罐和氫動力系統具有再強悍的密封和抗撞擊指標，也難繞過日常粗暴使用帶來的安全隱患。

但換一個思路，或許海闊天空。

氫分灰氫、藍氫、綠氫。灰氫是石化路線製備的，用石油、天然氣或者煤炭經過催化重整製備，能耗高，污染大。灰氫作為環保能源是捨近求遠，不僅不環保，還能耗高。灰氫一般是作為化工用氫，與已有用氫工藝整合，本來就不是作為氫燃料使用的。

藍氫在灰氫的基礎上，增加碳捕捉一環，不排放二氧化碳了，但能耗問題依舊。碳捕捉是耗能的，藍氫的排放問題解決了（其實是留給後人解決），但比灰氫的能耗還要高，最多隻能作為過渡。

綠氫才是環保的，用無碳電力（風電、光電、水電、潮汐電等）電解水制氫，全程本質無碳，這是理想狀態，但成本最高。

全世界都在大力發展無碳電力，當前的能源價格高漲可能會推動無碳電力的高速發展。無碳電力最大的問題在於波動性。光電有晝夜和陰雨問題，風電有無風天的問題，潮汐有潮間問題，水電也有枯水問題。另一個問題是：無碳電力的峯值發電能力必須大大超過電網耗電能力，才可能通過儲能來維持足夠的平均用電需求。這是與發電與耗電大體匹配的火電截然不同的。火電的晝夜峯谷問題與無碳電力的峯谷問題是數量級的差別，不可相提並論。

光電、風電、潮汐電的週期一般較短，都在一天到幾天內，有望通過聯網和儲能解決。水電的枯水問題比較難解決，枯水季節可能延續幾天、十幾天甚至個把兩個月。好在枯水季節一般是大太陽天，可能與光電正好互補。當然，這是在解決了光電的晝夜調峯問題之後。

電是好東西，但大容量儲電是世界性難題。抽水儲能是主流技術，但受到地形和水源限制，不是哪裏都能建造抽水儲能站的。另一方面，光電、風電、潮汐電甚至水電都有“旺季”棄電的問題，發電量太多，電網吸收不了，造成浪費。用過剩的電力電解制氫，是儲能的好辦法。

傳統思路是把過剩電力製備的氫用管道運出去，在終端用户那裏儲存、分配、使用，但這實際上又回到液氫儲運難題了。

換一個思路：在風電、光電、潮汐電、水電場就地建造氫儲存和氫電站（氫燃氣輪機或者氫燃料電池），利用發電高峯、用電低峯時的過剩電力制氫、儲存，在低谷的時候發電，並利用已有的輸電體系輸電，完美迴避遠程氫儲運的難題。

水資源是一個問題，但燃燒（包括氫燃料電池）產物是水，回收不難，需要解決空氣冷卻問題，但循環使用不是夢，只需要很少的補水，對自然界水資源的壓力是可控的。電解水和燃燒生水在理論上可無限循環，實際上，水在循環使用若干次後，有害雜質會濃縮，需要處理後排放，但這依然比遠程輸氫對水資源的壓力低得多。遠程輸氫需要耗用大量水資源，因為電解後，原料水就隨着產品氫輸走了，必須大量補水，才能繼續制氫。關於有害雜質，這是對制氫過程有害，未必對環境有害，這一點要分清楚。現有火電廠也有冷卻水循環使用後的排放問題，解決有現成方案。

低谷電力本來就是波動性很強的無碳電力的大難題，與其另外造一套氫儲運設施，何不直接利用現有的輸電設施呢？無碳電力本來就需要輸電配套，低谷氫電並不需要額外的輸電設施，還有直接的電網填谷作用。

儲能的關鍵是在低谷時有電可用，電從就地的儲能電站來，還是從遠方的低谷氫電來，並無差別。

遠程氫電有輸電損耗，但遠程輸氫也有損耗；遠程輸電的安全不是問題，遠程輸氫的安全問題可是遠沒有解決；在無碳電力基地就地建造大型儲氫裝置肯定有技術和安全挑戰，但這樣的集中設施比散佈在千家萬户的氫汽車和遍佈城鄉的加氫站好解決多了。即使作為汽車動力，隨着全電化的繼續普及，全電車和插混車將成為主流，氫汽車的生存空間實際上很成問題。

或許氫能真是退一步海闊天空呢。