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(shí)并沒(méi)能產(chǎn)出足夠的電力證明該項(xiàng)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(huì)接受，而越來(lái)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(dòng)脫碳和減少污染的重要手段。

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

對(duì)于商用電動(dòng)車輛而言，鋰離子電池是最常見(jiàn)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(dòng)汽車的崛起將成為汽車行業(yè)的最大趨勢(shì)。能源傳輸委員會(huì)的一份報(bào)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(duì)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(guó)上市燃料電池集團(tuán)Ceres Power（CWR）宣布接收中國(guó)能源集團(tuán)濰柴動(dòng)力對(duì)其追加的投資，而這僅是在世界崛起的超級(jí)大國(guó)對(duì)氫能行業(yè)加大籌碼的一瞥。

但這看起來(lái)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(jià)在2000年曾超過(guò)100美元，但現(xiàn)在低于3美元。究竟是什么推動(dòng)資本對(duì)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(guò)吸收氧氣和氫體，通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)將二者結(jié)合在一起，在不進(jìn)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(diǎn)，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(yùn)行的需求。

事實(shí)上氫燃料電池具有良好的經(jīng)濟(jì)性，如英國(guó)ITM Power（ITM）制造的電解槽，將水分解為氧氣和氫氣，使其能夠?yàn)槿剂想姵剀囕v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(chǔ)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(dòng)汽車的續(xù)航要求和可再生能源的間歇性特點(diǎn)，燃料電池蓄電成為解決上述兩個(gè)緊迫問(wèn)題的關(guān)鍵部分。

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

同樣，對(duì)許多最有效的可再生能源形式，如太陽(yáng)能和風(fēng)能均有間歇性特征，當(dāng)沒(méi)有太陽(yáng)照射或無(wú)風(fēng)的時(shí)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(chǔ)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(huì)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(zhǎng)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(jì)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(guó)際氫能委員會(huì)的一份報(bào)告稱，過(guò)去的18個(gè)月中，全球加氫站規(guī)模已經(jīng)翻了兩番，預(yù)計(jì)從現(xiàn)在到2030年，建立氫經(jīng)濟(jì)網(wǎng)絡(luò)所需成本約2800億美元，其中800億美元將用于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和分配氫氣的基礎(chǔ)設(shè)施。

但是，全球各國(guó)的發(fā)展勢(shì)頭已經(jīng)開(kāi)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(kāi)設(shè)了英國(guó)第一個(gè)前庭加氫站；來(lái)自中國(guó)的企業(yè)大量投資了Ceres、Ballard及Hydrogenics等公司，在英國(guó)，燃料電池公共汽車已經(jīng)展開(kāi)成熟的示范運(yùn)營(yíng)，并計(jì)劃在短時(shí)間內(nèi)開(kāi)通國(guó)內(nèi)第一列氫氣列車。

除了運(yùn)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(guó)約40％的溫室氣體排放來(lái)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(huì)在其報(bào)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(chǔ)存，幫助政府在無(wú)需安裝新設(shè)備或改變加熱模式的情況下，實(shí)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(dòng)力很強(qiáng)，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(xiǎn)”。

也有分析人士認(rèn)為，雖然燃料電池看起來(lái)不太可能取代電動(dòng)汽車作為電動(dòng)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(zhǎng)途貨運(yùn)、船舶和在數(shù)據(jù)中心等。

與此同時(shí)，上述人士認(rèn)為過(guò)去燃料電池公司面臨的競(jìng)爭(zhēng)和淘汰問(wèn)題可能是一件好事，將為現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手掃清領(lǐng)域，使市場(chǎng)上存留下來(lái)的公司能夠更清晰地明確運(yùn)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(jìng)爭(zhēng)力，除非成本降低，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模部署，否則這種情況可能在一定時(shí)間段內(nèi)持續(xù)下去。繼續(xù)采用孤立、零碎的示范項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)增量的方式，將可能導(dǎo)致氫氣永遠(yuǎn)成為“未來(lái)”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(shí)需要大量發(fā)展資金，因此預(yù)計(jì)這項(xiàng)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(lái)實(shí)現(xiàn)。

如果不在近期就采取行動(dòng)部署氫氣，長(zhǎng)期以來(lái)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(wú)法在2050年脫碳中發(fā)揮重要作用。