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“氫能中國”！力爭2100年實現“能源自主”

    全球正經歷從化石能源向氫能等非化石能源過渡的第三次能源體系重大轉換期。2017年我國能源生產量為25億t油當量，消費量達31億t油當量，整個能源需要進口20%，尤其是石油進口量為4億t，其對外依存度達到70%，對能源安全造成不利影響。為給我國實現能源體系轉型和“能源自主”戰略目標提供參考，綜述了國內外氫工業的發展現狀和發展趨勢，探討了人工制氫、儲氫技術的發展途徑，明確了氫工業的戰略地位。

    氫在自然界中分布廣泛，并且在自然狀態下僅存在著極少量的游離態氫。工業氫氣是指通過一定的手段，從工業原料中大規模制取的可燃氣態氫產物。這種通過能量輸入從含氫原料中提取工業氫氣的過程，被稱為人工制氫，包括化石燃料制氫、水分解制氫、生物技術制氫和太陽能制氫等。氫能作為氫的化學能表現為物理與化學變化過程中釋放出能量，是具有二次能源屬性的一種重要的能源類型。這種大規模人工制氫并利用氫能的產業被稱為氫工業，包括上游制氫、中游儲運和下游應用。

    氫工業體系中各個產業部門之間基于一定的技術經濟關聯即為氫工業產業鏈，包括氫工業價值鏈、氫工業企業鏈、氫工業供需鏈和氫工業空間鏈。為了更好地閱讀和理解本文的內容，筆者建議首先界定和明確上述5個基本概念（工業氫氣、人工制氫、氫能、氫工業、氫工業產業鏈），并由此建立氫工業概念體系。

    儲氫是實現氫能有效利用的關鍵技術之一，包括高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、金屬氫化物儲氫、有機化合物儲氫、微球儲氫和碳納米材料儲氫等。基于大規模低成本制氫和高密度儲氫，以燃料電池為關聯的氫工業應用將推動能源轉型和新能源汽車、分布式供能等新興產業的發展，從而改變能源結構，進而實現從能源供給端到消費端的全產業鏈轉變。