特點
氫能是公認的清潔能源，作為低碳和零碳能源正在脫穎而出。21世紀，我國和美國、日本、加拿大、歐盟等都制定了氫能發展規劃，并且目前我國已在氫能領域取得了多方面的進展，在不久的将來有望成為氫能技術和應用領先的國家之一，也被國際公認為最有可能率先實現氫燃料電池和氫能汽車産業化的國家。
當今世界開發新能源迫在眉睫，原因是所用的能源如石油、天然氣、煤，石油氣均屬不可再生資源，地球上存量有限，而人類生存又時刻離不開能源，所以必須尋找新的能源。随着化石燃料耗量的日益增加，其儲量日益減少，終有一天這些資源、能源将要枯竭，這就迫切需要尋找一種不依賴化石燃料的儲量豐富的新的含能體能源。氫正是這樣一種在常規能源危機的出現和開發新的二次能源的同時，人們期待的新的二次能源。 氫位于元素周期表之首，原子序數為1，常溫常壓下為氣态，超低溫高壓下為液态。作為一種理想的新的合能體能源，它具有以下特點：
重量最輕：标準狀态下，密度為 0.0899g/l，－252.7℃時，可成為液體，若将壓力增大到數百個大氣壓，液氫可變為金屬氫。
導熱性最好：比大多數氣體的導熱系數高出10倍。
普遍元色：據估計它構成了宇宙質量的 75%，除空氣中含有氫氣外，它主要以化合物的形态貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質。據推算，如把海水中的氫全部提取出來，它所産生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍。
回收利用：利用氫能源的汽車排出的廢物隻是水，所以可以再次分解氫，再次回收利用。
理想的發熱值：除核燃料外氫的發熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為142,351kJ/kg，是汽油發熱值的3倍。
燃燒性能好 :點燃快，與空氣混合時有廣泛的可燃範圍，而且燃點高，燃燒速度快。
無毒：與其他燃料相比氫燃燒時最清潔，除生成水和少量氮化氫外不會産生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環境有害的污染物質，少量的氮化氫經過适當處理也不會污染環境，且燃燒生成的水還可繼續制氫，反複循環使用。産物水無腐蝕性，對設備無損。
利用形式多：既可以通過燃燒産生熱能，在熱力發動機中産生機械功，又可以作為能源材料用于燃料電池，或轉換成固态氫用作結構材料。
多種形态：以氣态、液态或固态的金屬氫化物出現，能适應貯運及各種應用環境的不同要求。
耗損少：可以取消遠距離高壓輸電，代以遠近距離管道輸氫，安全性相對提高，能源無效損耗減小
利用率高：氫取消了内燃機噪聲源和能源污染隐患，利用率高。
運輸方便：氫可以減輕燃料自重，可以增加運載工具有效載荷，這樣可以降低運輸成本從全程效益考慮社會總效益優于其他能源。
減少溫室效應：氫取代化石燃料能最大限度地減弱溫室效應
開發與利用
時至今日，氫能的利用已有長足進步。自從1965年美國開始研制液氫發動機以來，相繼研制成功了各種類型的噴氣式和火箭式發動機。美國的航天飛機已成功使用液氫做燃料。我國長征2号、3号也使用液氫做燃料。利用液氫代替柴油，用于鐵路機車或一般汽車的研制也十分活躍。氫汽車靠氫燃料、氫燃料電池運行也是溝通電力系統和氫能體系的重要手段。
世界各國正在研究如何能大量而廉價的生産氫。利用太陽能來分解水是一個主要研究方向，在光的作用下将水分解成氫氣和氧氣，關鍵在于找到一種合适的催化劑。如今世界上有50多個實驗室在進行研究，但至今尚未有重大突破，但它蘊育着廣闊的前景。
随着太陽能研究和利用的發展，人們已開始利用陽光分解水來制取氫氣。在水中放入催化劑，在陽光照射下，催化劑便能激發光化學反應，把水分解成氫和氧。例如，二氧化钛和某些含钌的化合物，就是較适用的光水解催化劑。人們預計，一旦當更有效的催化劑問世時，水中取“火”——制氫就成為可能，到那時，人們隻要在汽車、飛機等油箱中裝滿水，再加入光水解催化劑，那麼，在陽光照射下，水便能不斷地分解出氫，成為發動機的能源。
本世紀70年代，人們用半導體材料钛酸锶作光電極，金屬鉑作暗電極，将它們連在一起，然後放入水裡，通過陽光的照射，就在鉑電極上釋放出氫氣，而在钛酸锶電極上釋放出氧氣，這就是我們通常所說的光電解水制取氫氣法。
科學家們還發現，一些微生物也能在陽光作用下制取氫。人們利用在光合作用下可以釋放氫的微生物，通過氫化酶誘發電子，把水裡的氫離子結合起來，生成氫氣。前蘇聯的科學家們已在湖沼裡發現了這樣的微生物，他們把這種微生物放在适合它生存的特殊器皿裡，然後将微生物産生出來的氫氣收集在氫氣瓶裡。這種微生物含有大量的蛋白質，除了能放出氫氣外，還可以用于制藥和生産維生素，以及用它作牧畜和家禽的飼料。人們正在設法培養能高效産氫的這類微生物，以适應開發利用新能源的需要。
引人注意的是，許多原始的低等生物在新陳代謝的過程中也可放出氫氣。例如，許多細菌可在一定條件下放出氫。日本已找到一種叫做“紅鞭毛杆菌”的細菌，就是個制氫的能手。在玻璃器皿内，以澱粉作原料，摻入一些其他營養素制成的培養液就可培養出這種細菌，這時，在玻璃器皿内便會産生出氫氣。這種細菌制氫的效能頗高，每消耗五毫升的澱粉營養液，就可産生出25毫升的氫氣。
美國宇航部門準備把一種光合細菌——紅螺菌帶到太空中去，用它放出的氫氣作為能源供航天器使用。這種細菌的生長與繁殖很快，而且培養方法簡單易行，既可在農副産品廢水廢渣中培養，也可以在乳制品加工廠的垃圾中培育。
對于制取氫氣，有人提出了一個大膽的設想：将來建造一些為電解水制取氫氣的專用核電站。譬如，建造一些人工海島，把核電站建在這些海島上，電解用水和冷卻用水均取自海水。由于海島遠離居民區，所以既安全，又經濟。制取的氫和氧，用鋪設在水下的通氣管道輸入陸地，以便供人們随時使用。
核心提示
現在中國的氫能在國際上還有一定的地位，并不是有人想象的那麼弱。首先從氫氣的産量上來講，我國應該是世界第一大産氫國。氫能的市場應用方面，現在大家總在争論，是不是還要十年、二十年等等。我就希望讓大家看到氫能是比較有期望的，沒有那麼遙遠和高成本。要不然的話，大家都覺得沒意義。雖然從長遠來看，氫能确實是一個必然的方向。
氫能應用
氫能在汽車領域的應用
用氫作為汽車燃料，不僅幹淨，在低溫下容易發動，而且對發動機的腐蝕作用小，可延長發動機的使用壽命。由于氫氣與空氣能夠均勻混合，完全可省去一般汽車上所用的汽化器，從而可簡化現有汽車的構造。更令人感興趣的是，隻要在汽油中加入4％的氫氣。用它作為汽車發動機燃料，就可節油40％，而且無需對汽油發動機作多大的改進。氫能在汽車領域的應用還處于研究階段，離實用化還有很長的路程要求。但氫能在其他領域的應用已經相當成成熟。
氫能在碳鋼切割領域的應用
近幾年，由沃克能源公司研究的一種水燃料氫氧機，實現了在碳鋼切割領域的應用，這種水燃料氫氧機設備以水能源産生氫氧燃料，取代了液化汽、丙烷、乙炔燃氣。與乙炔水燃料氫氧機正在切割鋼闆相比，節省成本40%以上。氫氧焰切割不挂渣，切割速度快10%左右。
中國發展現狀
兩個領先：氫氣産量世界第一，儲氫材料産、銷量第一
現在中國的氫能在國際上還有一定的地位，并不是有人想象的那麼弱。首先從氫氣的産量上來講，我國應該是世界第一大産氫國，大概年産1000多萬噸的氫氣。全世界最大的一個制氫工廠就在我國的鄂爾多斯，是用煤來制氫的，一年能夠生産18萬噸氫氣。還有，我們跟日本一樣，是世界最大的儲氫材料産品國。中國和日本兩國幾乎包了全世界金屬儲氫材料的生産；而且我們的銷售量比日本還大。
最常見的儲氫方法就是将氫氣壓縮，用高壓氣瓶儲存。這方面我們跟國際水平相當，國際上現在車載350公斤壓力的輕質儲氫罐都成為标準産品了，我們國内也能自己生産；另外我們還在做700公斤壓力瓶的，壓力更大。
通常，高壓瓶的制造是這樣的過程。拿一個鋼錠把它燒紅了，鍛成一個像瓶子一樣的部件，然後焊好。這樣的鋼瓶什麼缺點？因為它要耐壓，瓶的壁就要厚，很費材料。第二，罐最裡面跟氫氣接觸的這材料要求抗氫氣腐蝕的，而這樣鍛的罐子，整個罐子的材料都要抗氫氣，自然就會貴了。現在主要的抗氫氣的材料主要是鋁、不鏽鋼和特種塑料。如果你用全不鏽鋼鍛成一個高壓罐，那價格就貴了。所以，車載高壓氫氣罐就用鋁先做成一個罐子内膽，解決抗氫氣腐蝕問題；但是不耐壓，所以外面用極高強度的碳素纖維，比現在做羽毛球拍子、釣魚杆的碳纖維的強度要高很多，在鋁内膽外面纏一圈一圈的，這麼樣做出一個罐子來，就能夠又能盛氫氣，又耐高壓。
我國科學家用同樣的方法，不用碳纖維纏了，用鋼帶纏做出一個罐子來，就可以放在地面用，罐子的容積很大，達到5立方米水容積，耐壓高達700公斤。這個是中國獨創的特殊結構，國際上都還沒有。
目前，氫氣作為能源來用就比較少，隻是發射火箭時用一些。氫氣主要是用在其它方面，比如說制造合成氨，石油的精煉、精制，汽油加氫等。氫氣在交通燃料應用方面，目前在做的有氫燃料電池汽車，這個在2008年北京奧運會展示過了，2輛氫燃料電池大客車，20輛氫燃料電池小轎車，全程為北京奧運會服務，得到國内外一緻好評。明年在上海舉辦世博會，準備用200輛氫燃料電池車，示範的效果會更大。氫内燃機汽車也在開發當中。所以總的來說，我國氫能項目是在不斷的前進中，國際上也很重視。
發展方向
2008年國家還成立了一個中國氫能标準技術委員會，代碼是SAC/TC309，專門來制定氫能國家标準，與國際氫能标準委員會接軌，我國氫能标準技術委員會的任務就是制定各種各樣的氫能國家标準，保障我國氫能發展。
氫能作為一個戰略來講，一步到位也很難。所以，幾年前，我提出這樣一個觀念，攙一點氫的燃料的叫做“淺綠”，全是氫氣的燃料就叫“深綠”。先從相對比較容易的“淺綠”做起，再逐步過渡到“深綠”。我也發表過文章，就是希望從氫和天然氣的混合燃料，叫做HCNG，先推動起來。這裡H是氫氣，CNG是壓縮天然氣。
接下來我們氫能标準委員會做的一個事情就是根據國際上的趨勢，訂立了加氣站的國家标準。根據現有的加氣站标準，一個加氣站隻準加氫一種燃料。這就有問題了，現在總共也沒幾輛氫能汽車，你再讓人家建個加氫站花了幾百萬，沒有車來加氫，誰也不願意。所以我們的标準就是多元化。一個加氣站不隻是能加氫，還能加汽油、柴油、天然氣和氫氣混合氣等等。這樣，一個加氣站就能滿足不同車輛的燃料需求了，加燃料的車多了，加氣站就不賠錢；願意做加氣站的人多了，加氫氣就方便，對氫能汽車推廣就很有好處。
我國，現在還沒有這樣的加氣站，但是慢慢會發展起來，不可能一天一下子所有汽油全改成氫氣。這是不可能的。現在主要還是汽油、柴油，将來把天然氣做起來，那麼HCNG就更現實，那不就達到我們使用氫能的目标了嗎？
從長遠來看，氫在兩方面的應用是非常必要的。一個是交通方面。汽油、天然氣也好，都是用一點少一點。五十年、一百年，沒有了怎麼辦？這時候氫氣開車最方便了。
氫在交通方面的應用主要有兩種方法。一個是燃料電池汽車，還有一個内燃機汽車。現在氫燃料電池挺貴，氫内燃機就便宜了，内燃機就和現在的汽車一樣，用得起。但是，氫内燃機車現在的問題是什麼呢？就是你沒有地方加氫啊。所以把加氣站搞成多燃料同時加，慢慢地做加氣站的人多了。加氫就方便了，氫能汽車發展的障礙就少一個。
氫的另一個非常必要的應用是在CCS，即碳捕集與儲存方面。
氫能産業化
氫能的市場應用方面，現在大家總在争論，是不是還要十年、二十年等等。我就希望讓大家看到氫能是比較有期望的，沒有那麼遙遠和高成本。要不然的話，大家都覺得沒意義。雖然從長遠來看，氫能确實是一個必然的方向。
目前國際上來看，氫燃料電池車大規模的産業化，計劃是2015年開始；這就很快了，六年而已。所以氫燃料電池車不是說遙不可及的。最近日本豐田汽車又提出2014年他們的氫燃料電池車要商業化。
對家用燃料電池熱電聯供系統，日本政府已經出了政策，家用的燃料電池熱電供應系統今年5月在日本開始上市銷售了。當然，政府投資了不少錢。
美國在推動家庭充氣站。将來除了大型加氣站以外，在家庭車庫的角落放一個像立櫃一樣的設備，這樣晚上不就充上氫了嗎？使用這樣的微型加氣站，非常方便。氫氣附屬的基礎設施建設也是推動氫能應用很重要的一個方面。
目前我們國内的氫能發展，還是相對慢一點。有時我們的一些開發氫能的建議，沒有能夠及時反應到上面。我國科學界對氫能，也有一些不同的意見，這都很正常。但不能因此就不推動氫能前進。雖然目前氫能還是挺難的，但我們充滿信心，一步一步走，雖然慢一點，但我們走一步就算成功一步。今年8月到印度開第3屆國際氫能技術大會，WHTC2009，印度前總統出席會議，發表長篇技術性報告，說2020年1000輛氫能HCNG車，到2020年印度要發展到100萬輛氫能HCNG機動車，印度準備從HCNG車入手，開發氫能，直至氫燃料電池車。這些很值得我們思考。
中國氫能行業發展分析
氫能源被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，人類對氫能源應用自200年前就産生了興趣，到20世紀70年代以來，世界上許多國家和地區就廣泛開展了氫能源研究。
氫燃料電池技術，一直被認為是利用氫能，解決未來人類能源危機的終極方案。上海一直是中國氫燃料電池研發和應用的重要基地，包括上汽、上海神力、同濟大學等企業、高校，也一直在從事研發氫燃料電池和氫能車輛。随着中國經濟的快速發展，汽車工業已經成為中國的支柱産業之一。2007年中國已成為世界第三大汽車生産國和第二大汽車市場。與此同時，汽車燃油消耗也達到8000萬噸，約占中國石油總需求量的1/4。在能源供應日益緊張的今天，發展新能源汽車已迫在眉睫。用氫能作為汽車的燃料無疑是最佳選擇。
雖然燃料電池發動機的關鍵技術基本已經被突破，但是還需要更進一步對燃料電池産業化技術進行改進、提升，使産業化技術成熟。這個階段需要政府加大研發力度的投入，以保證中國在燃料電池發動機關鍵技術方面的水平和領先優勢。這包括對掌握燃料電池關鍵技術的企業在資金、融資能力等方面予以支持。
除此之外，國家還應加快對燃料電池關鍵原材料、零部件國産化、批量化生産的支持，不斷整合燃料電池各方面優勢，帶動燃料電池産業鍊的延伸。同時政府還應給予相關的示範應用配套設施，并且支持對燃料電池相關産業鍊予以培育等，以加快燃料電池車示範運營相關的法規、标準的制定和加氫站等配套設施的建設，推動燃料電池汽車的載客示範運營。有政府的大力支持，氫能汽車一定能成為朝陽産業。
