约戈·查齐马卡基斯(Jorgo Chatzimarkakis)正在德国各地50多个加油站为他的氢燃料电池汽车加油，这时一名正在给自己的汽车充电的特斯拉司机走了过来。
这个人看到一辆氢动力汽车在开动感到很兴奋，心里充满了疑问。欧洲氢能源组织秘书长查齐马卡基斯很高兴回答了他们的问题，两人谈了几分钟。
但到那时，这辆氢动力汽车已经完全充满了燃料，而特斯拉的司机在充电时仍然面临着漫长的等待。
“这就是现实，”Chatzimarkakis说。“现在加油站已经准备好了，汽车也准备好了，我可以毫无问题地计划从瑞士到丹麦和挪威的旅行了。”
与Wile E. Coyote相比，氢燃料世界的愿景有更多的险些落空。1923年，英国遗传学家j·b·s·霍尔丹(J.B.S. Haldane)设想了一个为英国供电的能产生氢气的风车网络，但一无所获。1970年，出生于南非的电化学家约翰·伯克里斯(John Bockris)在一次演讲中首次使用了“氢经济”一词，后来出版了一本书，描述了一个由太阳能驱动的世界可能会是什么样子。但是，一切都没有改变。2002年，美国经济和社会理论家杰里米·里夫金(Jeremy Rifkin)认为，氢可以取代石油，未来的能源在于氢燃料电池。
Chatzimarkakis说，但是这个行业还没有准备好。“杰里米•里夫金(Jeremy Rifkin)说过，这确实非常有道理，但政客和记者们总是希望看到证据，”他说。“当时还远远没有实现，因为研究还不够先进。”
氢成熟了
或许，氢的时代终于到来了。
日本计划利用2020年东京奥运会展示其建立氢社会的愿景，并已投资3.48亿美元建立氢燃料站和其他基础设施。德国推出了世界上第一辆氢动力列车，以补充该国日益增多的氢燃料补给站。瑞士将购买1000辆氢动力卡车，挪威自2006年以来已经建立了氢燃料补给站，韩国将在未来五年投资23.3亿美元建立氢燃料补给站、燃料电池汽车工厂、燃料电池巴士和氢储存系统。澳大利亚国家科学机构CSIRO和首席科学家艾伦·芬克尔分别报告了他们对一个氢动力国家和出口行业的愿景。
氢经济的核心是利用太阳能、风能和水电等可再生能源发电，将水分解成氢和氧——这一过程被称为电解。这种“绿色氢”可以用于燃料电池发电，燃料电池可以单独驱动汽车，也可以堆在一起支持甚至为电网供电。最重要的是，氢燃料电池产生的废气是水，总有一天，水可能会被回收再用于电解。
经济和气候
那么，是什么改变了氢能源最终成为全球能源计划的前沿?CSIRO高级研究科学家、2018年国家氢路线图的合著者珍妮•海沃德(Jenny Hayward)表示，更有利的经济因素发挥了重要作用。
海沃德表示:“生产成本下降，但利用率也在下降。”不仅太阳能光伏发电和风能发电的价格大幅下降，电解槽技术也变得更便宜、规模更大、效率更高。她说，与此同时，氢燃料电池的效率和成本也在提高。
点击查看美国能源部关于氢燃料的信息图表。
澳大利亚墨尔本RMIT大学教授、可持续能源专家约翰•安德鲁斯(John Andrews)表示，另一个主要推动因素是，大幅削减温室气体排放的紧迫性越来越大。
安德鲁斯说:“把它的引入与应对气候变化的解决方案联系起来是非常重要的。”“这不仅仅是获取替代燃料的问题;这是一个零排放燃料和能源系统的问题。
推进氢作为燃料的适应性并非易事。尽管对氢经济的追求已经持续了一个世纪，但要达到这一目标，还需要克服一些重大的技术挑战，而且目前还处于早期阶段。
解决存储问题
利用氢气运输的一个关键问题是储存。直到最近才有可能将氢压缩到一个足够小、足够轻的容器中，既能装进一辆乘用车的后部，又能储存足够的能量，使汽车至少行驶300英里。
安德鲁斯说:“人们一直认为，很难找到一种能够超过美国能源部(U.S. Department of Energy)设定的氢燃料电池汽车使用目标的储氢设备。”后来又研制出一种先进复合材料制造的高压氢罐，能够满足甚至超过要求。
我认为让人们坐起来说,是的,它可能是一种存储,可以用来携带氢汽车和给一个范围可比传统汽车和有续杯的时间——这是一个氢的关键优势——只有几分钟,”他说。
氢燃料电池汽车现在可以与传统的汽油或柴油汽车媲美，甚至超过后者;丰田公司声称其Mirai汽车一箱氢气可以行驶312英里。这使得它们在长途旅行中比电动汽车更具吸引力。
欧洲氢动力协调员、英国Element Energy首席顾问丽莎•鲁夫(Lisa Ruf)表示，这也让它们成为更耐用汽车的可行选择。
“在卡车、出租车和应急服务的运营中，你必须拥有与传统汽车类似的行驶里程和加油时间，”她说，并以伦敦警察厅(London Metropolitan Police)为例。伦敦警察厅今年购买了11辆氢燃料电池汽车。
喂养网格
据美国燃料电池和氢能源协会(Fuel Cell and Hydrogen energy Association)主席莫瑞•马科维茨(Morry Markowitz)说，人们还在探索利用氢来帮助维持可再生能源电网的稳定
他说:“因为太阳不会一直发光，风也不会吹，可再生能源存在间歇性问题，所以你需要找到一种有效储存被创造的电子的方法。”多余的电能可以用于电解和产生氢气，氢气可以用于燃料电池汽车或固定燃料电池，或储存用于运输。
这种情况对偏远地区特别有吸引力，比如澳大利亚的内陆城镇，它们在其他方面依赖柴油发电机。海沃德说，将可再生能源和氢储存结合起来为城镇供电可能很快就会变得划算，尤其是在柴油价格上涨的情况下。
天然气公司也将氢视为天然气的潜在替代品，天然气可以利用现有的基础设施。“那太棒了;那么他们就不依赖卡车来的柴油，他们只需要他们的可再生能源，”她说。“他们可能有一个系统，他们有一个燃料电池，他们可以回收水，所以这是一个自给自足的系统。”
天然气公司也将氢视为天然气的潜在替代品，天然气可以利用现有的基础设施。
海沃德说:“特别是如果我们要实现高减排目标，他们就必须停止使用所有这些天然气基础设施。”“有趣的是，在天然气分销网络中，如果它们是由PVC管道制成的，你可以使用100%的氢气，尽管电器和仪表必须更换。”
兴登堡的效果
如果不解决房间里的飞艇，就不可能谈论氢，马科维茨称之为“兴登堡效应”。1937年发生在新泽西州的兴登堡飞艇灾难，是一场壮观的氢燃料地狱，至今仍困扰着氢气工业，氢气的可燃性和安全性问题也不可避免地在有关氢气经济的讨论中被提到。
但是马科维茨说，今天的氢技术远远落后于那个时代的氢技术。
他表示:“碳纤维罐、传感器、计算机等先进材料的进步如此显著……氢燃料的安全甚至不应该成为一个问题。”“在交通运输和其他领域，氢动力汽车已经达到或超过了今天的任何一种汽车。”
人们还担心，氢的吸收增加可能会影响臭氧层。2003年的一项研究表明，如果所有化石燃料的能源生产都被氢所替代，那么泄漏到大气中的气体就会与氧气发生反应，形成水蒸气，从而严重破坏臭氧层。
另一个经常对氢提出批评的观点是，大量的氢仍然是用化石燃料生产的。在美国，大多数氢是通过天然气重整过程产生的，在这个过程中，天然气与高温蒸汽反应生成氢气、一氧化碳和少量二氧化碳。它也可以由褐煤气化制成，这也会产生二氧化碳。
安德鲁斯说:“如果你沿着这两条路线中的任何一条去获取氢，就会产生一些二氧化碳排放。因此，实现零排放的唯一途径就是将其与碳捕获和储存结合起来。”“这仍然是一个大问题，即这种做法是否可行，是否安全，我们能否将这些二氧化碳埋在地下数千年，是否经济可行。”
测量的方法
Ruf说，关于氢的讨论有一种紧迫感，反映出人们普遍承认有必要使运输脱碳。她认为，虽然有一系列的解决方案摆在桌面上，但氢能够解决其他技术无法轻易或成本效益地解决的问题。
但是，尽管人们对氢的潜力非常兴奋，Ruf也建议采取一种慎重的方法。
她表示:“我想，作为一个支持氢燃料电池技术的行业，我们面临的问题是，我们必须警惕炒作，必须能够管理预期。”“这需要时间和投资。这不会一蹴而就，但从长远来看，这是一个非常好的解决方案。
编者按:作者过去曾为CSIRO撰写合同，但与氢燃料无关。
——文章发布于2018年11月12日
