近日，日本林內公司在愛知縣大口町的研究開發設施展示了其研制的、據稱是全球首款100%氫能家用熱水器。該熱水器采用了燃燒時不產生二氧化碳的氫，可為實現去碳化做出貢獻。
在全球各地政府都在推進“低碳”的當下，林內的100%氫能家用熱水器無疑是正好撞上這一風口。但也有專家質疑，在氫能源產業鏈條還不完善的當下，林內的100%氫能家用熱水器就是一個花架子，中看不中用。
新技術新在哪？
據了解，如果單數使用氫氣作為能源的熱水器產品，其實不止林內一家有。在2021年，萬和新電氣股份有限公司發布了一種擁有富氫天然氣燃燒技術和多款富氫天然氣型家用燃氣具，包括燃氣采暖熱水爐、燃氣灶具、戶外燃氣烤爐、燃氣烤箱等7個型號。但萬和的這些產品使用的是氫氣比例為20%以下的富氫天然氣和12T天然氣兩種氣源，并不是百分百的氫氣能源。
其實，諸多熱水器廠商不敢設計百分百使用氫氣能源的熱水器是有原因的：氫能是一種不穩定的能源，燃燒速度較快的氫在使用量較少時，可能會有火焰進入燃燒器內部從而引發爆炸，十分危險。因此熱水器迄今難以利用氫能。
那么林內這款百分百氫能熱水器是怎么解決氫氣燃燒的安全性問題呢？據林內透露，林內開發的熱水器所采用的燃燒器由高耐熱性的不銹鋼制成，孔徑大小僅為通常的百分之一，可有效防止氫倒灌至燃燒器內。萬一發生倒灌，也可通過燃燒器內部的擋板阻斷火焰，將爆炸控制在最低限度。從今年11月起，林內將在澳大利亞的樣板房展開為時3年的實證試驗。
林內方面表示，2019年度日本的二氧化碳排放量總共約為11億噸，約14%來自于家庭，其中30%至40%是由熱水器產生。這就是林內研發百分百氫能熱水器的初衷。林內社長內藤弘康表示：“迄今為止的熱水器主要采用化石燃料，不產生二氧化碳的氫是救世主。假使基礎設施得到完善，氫能熱水器就可幫助我們發展?！?/p>
未成熟的產業鏈
對于林內的百分百氫能家用熱水器，有人稱贊這是行業難得一遇的創新，但也有專家質疑它的實用性。
一位常年研究氫能產業鏈的行業人士告訴小編，林內的氫能家用熱水器要想付諸現實使用，就要依靠完善的氫能產業鏈才能實現。但是現在氫能產業鏈無論是提取還是儲存、運輸都存在問題，現在推出一個百分百氫能熱水器只能當一個擺設。
從網上查閱資料后得知，原來現在各國在氫能的使用上都較為保守。這其中的原因正是氫能產業鏈的不完善所導致的。
首先是氫能的提取問題，據了解，現在的主要技術手段有化石能源制氫、副產品制氫、可再生能源制氫、電解水制氫、光解水制氫等。由于氫能不是一次能源，需要像電能一樣由一次能源轉化而來，在轉換過程中的形成的成本十分高昂，目前從石油中提取氫氣的成本高達16元/公斤。也有低成本的氫氣提取方法，一些來自加拿大的科學家已經開發出一套從天然瀝青中提取氫氣的廉價技術。據測算，每公斤氫的成本在8元至4元之間。這種方法的缺點是資源有限，制備過程會產生很大的污染。
其次是氫能的運輸問題，由于氫的密度比油小，只能壓縮為液體并在較低的溫差下存儲，以確保其作為能源的有效性和效率。這對運輸環境的要求就較為苛刻。另外由于氫氣具有擴散系數大，爆炸極限寬，點火溫度低等特點，比一般的化石能源還要危險。一旦發生泄漏，極易引起爆炸與火災，會對加氫站周圍的生命和財產安全造成極大的損失。氫能源公司Nel Hydrogen一座位于挪威首都奧斯陸郊外的一處合營加氫站于2019年6月10日發生爆炸，其原因就是高壓氣態氫氣在泄漏泄放過程中引發自燃，然后產生連鎖爆炸。
最后就氫能的儲存問題，從技術上面來說，氫能儲運技術主要包括氣態儲運、低溫液態儲運、固體儲運、高壓氣態儲氫、有機液態儲運等。目前最常用并且發展比較成熟的是高壓氣態儲氫技術，其儲存方式是采用高壓將氫氣壓縮到一個耐高壓的容器里。但這種方法存在泄漏爆炸隱患，安全性能較差。另一種有機液體儲氫則是通過不飽和液體有機物的可逆加氫和脫氫反應來實現儲氫，上文提到的富氫天然氣就是其中一種實用案例。不過這種方法雖然安全方便，但是也存在費用高、氫氣純度不夠等不足。
從世界范圍看，日本、德國等發達國家都在開展氫能的基礎研究和推廣應用，中國也不例外。但正是氫能的危險性、氫能產業鏈的不完善，讓中國國內氫能發展較為緩慢。據相關數據顯示，截至2017年底，國內共有12座正在運營的加氫站。而這些加氫站主要是為研發型及示范性汽車提供加注服務，無法有效普及。
氫能是值得押注的未來的嗎？
氫能是一種清潔高效的二次能源，發展氫能技術對于構建清潔低碳、安全高效的現代能源體系，保障國家能源安全，改善大氣環境質量，促進能源產業升級具有重要意義。美國前總統布什曾評價氫能是“終極能源”。
據了解，目前氫能以氫生產技術的不同而被劃分為五類。首先是綠氫，這種氫能是通過利用綠色電力來電解水，如風能和太陽能獲得。目前它只占全球氫氣產量的1%，是目前唯一零碳排放的生產工藝，價格十分昂貴。
其次是藍氫，這種氫能是以天然氣生產，但是因為要同時捕集生產過程中所排放的二氧化碳副產品，進而實現碳中和，因此氫能產量也相對較少。
灰氫同樣采用天然氣生產，但是為了降低生產成本不進行碳排放捕集。它與碳結合，然后通過蒸汽重整分離。但這會產生大量的二氧化碳排放，1千克氫氣產生的二氧化碳高達9.3千克，高于燃燒汽油產生的碳量。
最便宜的棕色氫氣則是以動力煤來生產，反而會帶來更多碳排放。
最后一種藍綠氫氣采用的是甲烷熱解工藝，但存在甲烷泄漏的風險。
目前，氫能最為吸引投資的一點就是它的燃燒產物是水，一種毫無污染也可以循環利用的資源。調查數據顯示，2020年全球氫能市場達到近1500億美元，摩根士丹利預測，到了2050年，全球氫氣市場會達到六千億美元，主要用在電力、工業、交通運輸、化工原料和建筑等領域。
在亞洲，日本、韓國、中國和印度都相繼投入這場新能發展的競賽。在中國，已經有不少相關激勵政策出臺：2019年，國家發改委發布《產業結構調整指導目錄》，鼓勵發展高效制氫/氫氣運輸和高密度儲氫技術開發應用和裝備制造、加氫站、新能源汽車的關鍵零部件；2021年，科學技術部印發“氫能技術重點專項”，支持氫能綠色生產和規模轉移體系、氫能安全儲存和快速輸配體系、便捷升級氫能及高效電力系統技術研發；2019年，廣東、山西等10個省份將發展氫能列入政府工作報告，北京、上海、蘇州、佛山、嘉興等17個省份的22個城市引入了當地氫能產業發展規劃或行動計劃，在產值規劃、加氫站建設、示范車輛推廣、企業扶持等方面進行了較為細致的規劃，加快布局氫能源和燃料電池產業通過人才、資金、示范運營等多種手段。
不過令人遺憾的是，中國在氫能基礎研究方面持續投入，但起步較晚，積累較少。氫能技術研發與應用存在缺乏統一規劃、關鍵核心技術未突破、總成本過高、技術專利壁壘嚴重等問題。迫切需要打破相關技術壁壘，提高產品質量和技術進步問題。與美國的藍氫、綠氫等氫能技術路線相比，中國急需研究判斷藍氫與綠氫技術路線的關系，以及氫電作為終端能源的互補性。
此外，中國國內氫能成本也高得嚇人。據相關機構測算，2020年我國氫能總成本約為60元~80元/kg，距離30元/kg的可商用價格相距甚遠。相較于擁有世界上數量最多加氫站的日本，中國的氫能運用還有待發展。
