燃料電池最初由威爾士科學(xué)家威廉羅伯特格羅夫爵士發(fā)明于1839年，但在當(dāng)時并沒能產(chǎn)出足夠的電力證明該項發(fā)明的可用性。

此后的179年中，燃料電池技術(shù)一直致力于被主流社會接受，而越來越多的研究也顯示燃料電池和其他基于氫的能源技術(shù)，將成為持續(xù)推動脫碳和減少污染的重要手段。

近年來，隨著政府和企業(yè)們減排力度的不斷加大，太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電和電池電動汽車等技術(shù)已成為社會生活中持續(xù)增長的部分，但它們均有其局限性。

對于商用電動車輛而言，鋰離子電池是最常見的能源。但近期的調(diào)查顯示，全球大多數(shù)汽車業(yè)高管都認(rèn)為，到2025年，燃料電池電動汽車的崛起將成為汽車行業(yè)的最大趨勢。能源傳輸委員會的一份報告也認(rèn)為，燃料電池等氫能技術(shù)可以發(fā)揮作用。

由于對化肥、采礦等重污染行業(yè)脫碳具有“重要”影響，本世紀(jì)中葉，全球氫需求增加了11倍。本月，英國上市燃料電池集團Ceres Power（CWR）宣布接收中國能源集團濰柴動力對其追加的投資，而這僅是在世界崛起的超級大國對氫能行業(yè)加大籌碼的一瞥。

但這看起來卻像是氫技術(shù)層面的虛假繁榮，數(shù)據(jù)顯示，加拿大燃料電池公司Ballard Power的股價在2000年曾超過100美元，但現(xiàn)在低于3美元。究竟是什么推動資本對氫能產(chǎn)生了新興趣？這一行業(yè)是否真的值得投資？

氫燃料電池如何工作？

燃料電池通過吸收氧氣和氫體，通過電化學(xué)反應(yīng)將二者結(jié)合在一起，在不進行燃燒和釋放污染的情況下。

大量不同類型的燃料電池各具優(yōu)點，如Ceres Power生產(chǎn)的燃料柔性電池可使用天然氣、沼氣、氫氣或其他燃料。AFC Energy（AFC）制造的堿性燃料電池使用成本較低的元件，并滿足在較低溫度下運行的需求。

事實上氫燃料電池具有良好的經(jīng)濟性，如英國ITM Power（ITM）制造的電解槽，將水分解為氧氣和氫氣，使其能夠為燃料電池車輛提供加氫站。當(dāng)然，它還可以將多余的電能轉(zhuǎn)化為氫氣和甲烷，并儲存在現(xiàn)有的天然氣網(wǎng)絡(luò)中。

部分優(yōu)于電池的性能

由于電動汽車的續(xù)航要求和可再生能源的間歇性特點，燃料電池蓄電成為解決上述兩個緊迫問題的關(guān)鍵部分。

對電動車來說，一款便宜、有效、可保持電荷且重量較輕的儲能產(chǎn)品具有重要意義。即使當(dāng)前基于鋰離子的儲能產(chǎn)品已在廣受市場歡迎的電動汽車中使用，但在能量密度層面，消費者提出了更多的需求，尤其是重型和長距離行駛車輛。而燃料電池產(chǎn)品可以很好的解決這一問題。

同樣，對許多最有效的可再生能源形式，如太陽能和風(fēng)能均有間歇性特征，當(dāng)沒有太陽照射或無風(fēng)的時刻，這些清潔一次能源所產(chǎn)生的電量將減少。因此，燃料電池安全、高效的儲存性能在這一領(lǐng)域也有望受到歡迎。

此外，燃料電池不需要再充電，可以加注氫氣，其方式與傳統(tǒng)汽車使用汽油的概念大致相同。但更重要的是，它們不會面臨重量限制，因此燃料電池和氫能源可能更適合需要更長距離行駛，重量更重或加油更快的車輛，如卡車、公共汽車甚至是諸如Ubers等使用的車型。

基礎(chǔ)設(shè)施需求

當(dāng)前氫經(jīng)濟發(fā)展的主要障礙是缺乏基礎(chǔ)設(shè)施，尤其是加氫站方面。國際氫能委員會的一份報告稱，過去的18個月中，全球加氫站規(guī)模已經(jīng)翻了兩番，預(yù)計從現(xiàn)在到2030年，建立氫經(jīng)濟網(wǎng)絡(luò)所需成本約2800億美元，其中800億美元將用于儲存、運輸和分配氫氣的基礎(chǔ)設(shè)施。

但是，全球各國的發(fā)展勢頭已經(jīng)開啟。ITM Power和荷蘭皇家殼牌公司（RDSB）于2017年初在M25的服務(wù)站開設(shè)了英國第一個前庭加氫站；來自中國的企業(yè)大量投資了Ceres、Ballard及Hydrogenics等公司，在英國，燃料電池公共汽車已經(jīng)展開成熟的示范運營，并計劃在短時間內(nèi)開通國內(nèi)第一列氫氣列車。

除了運輸領(lǐng)域，氫技術(shù)還將在供熱脫碳方面發(fā)揮重要作用。目前，英國約40％的溫室氣體排放來自供暖，大規(guī)模的季節(jié)性需求變化成為電加熱供暖的主要障礙。氫氣理事會在其報告中表示，基于氫的解決方案可以將現(xiàn)有天然氣基礎(chǔ)設(shè)施納入儲存，幫助政府在無需安裝新設(shè)備或改變加熱模式的情況下，實現(xiàn)加熱系統(tǒng)脫碳。

投資是否安全？

盡管支持氫氣發(fā)展的驅(qū)動力很強，吸引了一些投資者的感興趣，但相關(guān)行業(yè)人事指出，當(dāng)前產(chǎn)業(yè)所涉及的公司仍處于早期階段，“存在執(zhí)行風(fēng)險”。

也有分析人士認(rèn)為，雖然燃料電池看起來不太可能取代電動汽車作為電動汽車的主導(dǎo)技術(shù)，但它仍然有許多潛在且具有吸引力的應(yīng)用，如長途貨運、船舶和在數(shù)據(jù)中心等。

與此同時，上述人士認(rèn)為過去燃料電池公司面臨的競爭和淘汰問題可能是一件好事，將為現(xiàn)有競爭對手掃清領(lǐng)域，使市場上存留下來的公司能夠更清晰地明確運行方向和路線。

但不可否認(rèn)的是，當(dāng)前氫在大多數(shù)潛在應(yīng)用中不具有商業(yè)競爭力，除非成本降低，實現(xiàn)大規(guī)模部署，否則這種情況可能在一定時間段內(nèi)持續(xù)下去。繼續(xù)采用孤立、零碎的示范項目實現(xiàn)增量的方式，將可能導(dǎo)致氫氣永遠成為“未來”的選擇。

要克服氫需求和基礎(chǔ)設(shè)施之間的“雞與蛋”障礙，不僅供需雙方都要面臨一系列政策杠桿調(diào)整，同時需要大量發(fā)展資金，因此預(yù)計這項矛盾的解決需要由政府領(lǐng)導(dǎo)，并采取高度協(xié)調(diào)的方式來實現(xiàn)。

如果不在近期就采取行動部署氫氣，長期以來面臨的氫基礎(chǔ)設(shè)施和成本挑戰(zhàn)將很難得到有效解決，以至于氫可能無法在2050年脫碳中發(fā)揮重要作用。