來(lái)自叉車(chē)行業(yè)權(quán)威人士的消息說(shuō)，到2025年中國(guó)所有生產(chǎn)的電動(dòng)叉車(chē)中，預(yù)計(jì)有15%的動(dòng)力會(huì)采用氫燃料，產(chǎn)值超過(guò)100億。盡管，他還說(shuō)作為鋰電動(dòng)力才剛剛開(kāi)始！不管是否是真的，但是氫燃料作為一種零排放的綠色動(dòng)力，已經(jīng)被世界各國(guó)政府納入國(guó)家戰(zhàn)略，凸顯其巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1807年，瑞士人Issac de Rivaz先生受啟發(fā)于他在陸軍炮兵的經(jīng)驗(yàn)，夢(mèng)想用爆炸能來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)器。于是他設(shè)計(jì)了這樣一臺(tái)機(jī)器：用氫氧混合氣來(lái)做為燃料，靠一個(gè)電點(diǎn)火的火花塞引爆每次爆燃，用爆炸能量驅(qū)動(dòng)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這就是世界上第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的雛形。他用這臺(tái)氫內(nèi)燃機(jī)成功驅(qū)動(dòng)了一輛“Charret”（法語(yǔ)：馬車(chē)的意思），并行駛了一段距離。為此， Rivaz在巴黎申請(qǐng)了731號(hào)專(zhuān)利。 1813年，他建造了一個(gè)更大的6米長(zhǎng)的樣車(chē)，重達(dá)1噸。在瑞士Vevey小鎮(zhèn)，樣車(chē)裝載了700公斤石頭和木頭以及四個(gè)乘客，在一個(gè)斜為9%的坡上以3公里/小時(shí)的速度爬行了26米。然而，越是偉大和超前的發(fā)明越是走在一條孤獨(dú)的道路上。同時(shí)代的科學(xué)家對(duì)他的工作基本不屑一顧，法國(guó)科學(xué)院還給出認(rèn)真的評(píng)價(jià)：“內(nèi)燃機(jī)很難達(dá)到蒸汽機(jī)的表現(xiàn)?！狈▏?guó)科學(xué)院這一錯(cuò)誤論斷，直到六十多年后才被奧托和本茨所證偽。

在過(guò)去的100多年中，工業(yè)車(chē)輛的動(dòng)力來(lái)源一直以燃燒石化燃料為主的內(nèi)燃機(jī)提供，與之伴生的是電池（鐵鎳電池、鉛酸電池和鋰電為主），成為全球叉車(chē)和工業(yè)車(chē)輛的主要?jiǎng)恿?lái)源。

為什么選擇氫燃料為動(dòng)力的電動(dòng)叉車(chē)？（以下簡(jiǎn)稱氫電叉車(chē)）

早在2013年，美國(guó)有超過(guò)4000臺(tái)氫電叉車(chē)用于物料搬運(yùn)。7年過(guò)去，在北美叉車(chē)市場(chǎng)上，有近4萬(wàn)臺(tái)以氫電叉車(chē)在商業(yè)化運(yùn)行，每天消耗2T液氫。

研究發(fā)現(xiàn)，有兩個(gè)強(qiáng)大的動(dòng)機(jī)可以推動(dòng)氫電叉車(chē)使用：更高的生產(chǎn)率和設(shè)備采購(gòu)的節(jié)省。科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，在內(nèi)部物流高強(qiáng)度物料搬運(yùn)中，I和II類(lèi)采用氫燃料為動(dòng)力的電動(dòng)叉車(chē)，綜合使用成本可以降低近25％， III類(lèi)氫燃料電動(dòng)叉車(chē)的年度綜合使用成本可降低20％以上。

然而，同樣做功1千瓦，氫電叉車(chē)比普通蓄電池叉車(chē)碳排放少約1公斤。以1臺(tái)氫燃料叉車(chē)一天工作10小時(shí)，平均輸出功率3千瓦計(jì)算，一天可減少約30公斤碳排放， 1000臺(tái)氫能叉車(chē)1年可減少碳排放約1萬(wàn)噸。比較全面的成本計(jì)算表明，氫燃料電池組具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，特別是在使用容量利用率高的大型叉車(chē)車(chē)隊(duì)的情況下。與純電池驅(qū)動(dòng)相比，相關(guān)參數(shù)顯示對(duì)氫電叉車(chē)車(chē)隊(duì)的盈利能力有顯著影響。在計(jì)算經(jīng)濟(jì)效率時(shí)，不應(yīng)忘記國(guó)家對(duì)環(huán)保技術(shù)的支持。

在汽車(chē)行業(yè)，也面臨轉(zhuǎn)向電動(dòng)化挑戰(zhàn)。根據(jù)汽車(chē)生產(chǎn)商的陳述，尤其有可能引入氫電叉車(chē)。生產(chǎn)工廠內(nèi)部物流中的氫電叉車(chē)的潛力高達(dá)30％。這也為氫電叉車(chē)所需氫基礎(chǔ)設(shè)施的使用，提供了同等發(fā)展?jié)摿Α?/p>

從技術(shù)角度來(lái)看，氫電叉車(chē)結(jié)合了純電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)，如在封閉空間內(nèi)不受限制地使用。以及內(nèi)燃機(jī)裝置的優(yōu)點(diǎn)，即首先是高容量利用率、高性能、連續(xù)性能水平、快速啟動(dòng)。

氫電叉車(chē)比鉛酸和內(nèi)燃叉車(chē)更具備環(huán)保競(jìng)爭(zhēng)力，這有助于通過(guò)脫碳和減少空氣污染物和噪音排放來(lái)保護(hù)氣候。公司和組織可以利用氫動(dòng)力為即將出臺(tái)的國(guó)家法規(guī)做準(zhǔn)備。其環(huán)境足跡與鉛酸電池相當(dāng)，但能主動(dòng)改善其可持續(xù)發(fā)展的記錄，從而維護(hù)公司形象。氫燃料電池和鋰離子電池的環(huán)境足跡比較，目前還沒(méi)有做夠的數(shù)據(jù)，因此仍懸而未決。

根據(jù)制造商的說(shuō)法，從其潛在客戶的角度來(lái)看，引進(jìn)氫電叉車(chē)沒(méi)有任何根本障礙。它們可用于大多數(shù)載荷等級(jí)的產(chǎn)品-僅從4噸到5噸等級(jí)，仍然存在問(wèn)題。

越來(lái)越多的參與者正致力于建立必要的氫氣供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施。汽車(chē)工業(yè)及其客戶需要加氫站，鐵路公司也是如此。此外，鋼鐵和石油工業(yè)需要更多的氫氣。因此，內(nèi)部物流的綠色燃料成本可能會(huì)下降。

這項(xiàng)研究呼吁增加該領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化，特別是燃料電池系統(tǒng)，但也包括整個(gè)價(jià)值鏈。這將進(jìn)一步推動(dòng)商業(yè)化，提高盈利能力。

很顯然，氫能在燃燒后最終排放為“水”，其節(jié)能減排功效，響應(yīng)國(guó)家“碳中和”的號(hào)召。

氫燃料的儲(chǔ)存和能量密度

數(shù)據(jù)顯示，未來(lái)儲(chǔ)氫罐重量要比現(xiàn)在減少50%重量。氣態(tài)高壓氫研究時(shí)參考的DOT標(biāo)準(zhǔn)，儲(chǔ)氫比在4-5%左右，目前實(shí)際技術(shù)上已做到過(guò)13%。液氫要從整個(gè)系統(tǒng)考慮，不只是儲(chǔ)罐，還有控制、調(diào)節(jié)、輸送的管路及閥門(mén)等的重量。燃料電池功率密度提高到1.5千瓦/公斤到2千瓦/公斤，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到55%到60%。 目前能做到的液冷堆350瓦/公斤，空冷堆700瓦/公斤。

量變到質(zhì)變

我們認(rèn)為，如果一種技術(shù)讓效率提高30%，這是一種技術(shù)進(jìn)步。如果一種技術(shù)讓效率提高數(shù)倍，是一場(chǎng)革命。如果不用革命的思維來(lái)應(yīng)對(duì)變化，會(huì)被時(shí)代革掉命。氫電會(huì)帶來(lái)哪些革命？應(yīng)用創(chuàng)新：以前不敢想象的應(yīng)用現(xiàn)在變?yōu)榭赡?。飛車(chē)、長(zhǎng)待機(jī)應(yīng)用、高耗電應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)提高：環(huán)保、航時(shí)、靜音、熱源等等。備用電源正在被替代。 改變我們生活方式的技術(shù)才叫革命?？稍偕茉醋詈玫幕锇椋鉀Q了儲(chǔ)存和移動(dòng)能源的問(wèn)題，是構(gòu)建可再生能源社會(huì)的重要組成部分。

為什么是綠色氫？

什么使氫清潔取決于氫的制造方式。

今天使用的絕大多數(shù)氫氣，即“灰色”氫氣，都是使用化石燃料生產(chǎn)的，在此過(guò)程中會(huì)排放二氧化碳。“藍(lán)色”氫是使用天然氣制成的，然后捕獲二氧化碳排放，使其比灰色氫清潔。

但是，無(wú)碳的“綠色”氫是使用電制造的，用于將水中的氫分子與氧分子分開(kāi)。氫燃燒后的副產(chǎn)物不是二氧化碳，而是水。

美國(guó)哥倫比亞大學(xué)全球能源政策中心高級(jí)研究學(xué)者朱利奧·弗里德曼（Julio Friedmann）告訴美國(guó)廣播公司新聞，關(guān)鍵是要有大量廉價(jià)的低碳電力，來(lái)自風(fēng)或太陽(yáng)能。

美國(guó)威斯康星大學(xué)能源研究所公共事務(wù)教授格雷戈里·內(nèi)梅特（Gregory Nemet）預(yù)計(jì)綠色氫能將滿足全球15％至20％的能源需求，而電池，風(fēng)能或太陽(yáng)能將無(wú)法輕易滿足。

各國(guó)在氫能源上戰(zhàn)略行動(dòng)

1）美國(guó)目標(biāo)：美國(guó)每年已經(jīng)產(chǎn)生約1140萬(wàn)噸氫，估計(jì)價(jià)值約176億美元。但報(bào)告指出，達(dá)到報(bào)告的目標(biāo)可能會(huì)在2030年之前每年帶來(lái)約1,400億美元的收入，并提供700,000個(gè)工作崗位；到2050年，每年可帶來(lái)約7500億美元的收入和340萬(wàn)個(gè)工作崗位。

2）歐盟目標(biāo)：可能是需求的最直接和切實(shí)的驅(qū)動(dòng)力，歐盟緊隨其后，在7月宣布了一項(xiàng)戰(zhàn)略，到2024年安裝至少60億瓦的電解器-一種利用電力將水分解為氫氣和氧氣的設(shè)備-到2030年安裝400億W。

3）德國(guó)目標(biāo)：在今年6月宣布了一項(xiàng)目標(biāo)，即到2030年實(shí)現(xiàn)50億瓦的可再生能源發(fā)電能力，以實(shí)現(xiàn)綠色氫的生產(chǎn)。它計(jì)劃花費(fèi)70億歐元來(lái)支持氫技術(shù)的市場(chǎng)推廣，并再花費(fèi)20億歐元來(lái)促進(jìn)國(guó)際合作。

4）英國(guó)目標(biāo)：海上風(fēng)電是增加可再生能源產(chǎn)量的明顯途徑，因此，該領(lǐng)域的領(lǐng)先市場(chǎng)英國(guó)也將尋求綠色氫能供應(yīng)，這是有道理的。隨著政府開(kāi)始充實(shí)如何實(shí)現(xiàn)零排放目標(biāo)，政府設(shè)定了50億瓦“低碳”目標(biāo)。

5）日本目標(biāo)：日本最近改變立場(chǎng)并正式通過(guò)2050年的目標(biāo)以實(shí)現(xiàn)凈零排放。日本計(jì)劃到5年后，把目前4000輛提升到20萬(wàn)輛燃料電池汽車(chē)（FCV），到2030年達(dá)到80萬(wàn)輛。

6）中國(guó)目標(biāo)：2019年6月，中國(guó)氫能聯(lián)盟發(fā)布《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》，提出氫能將成為氫能將成為中國(guó)源體系重要組成部分，預(yù)計(jì)到2050年氫能在中國(guó)源體系的占比約為10%，氫氣需求量接近6000萬(wàn)噸，年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值超過(guò)10萬(wàn)億元。全國(guó)加氫站達(dá)到10000座以上，交通運(yùn)輸、工業(yè)等領(lǐng)域?qū)?shí)現(xiàn)氫能普及應(yīng)用，燃料電池車(chē)產(chǎn)量達(dá)到520萬(wàn)輛/年，固定式發(fā)電裝置2萬(wàn)臺(tái)套 /年，燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)能550萬(wàn)臺(tái)套/年。