氢——用这一宇宙中储量最丰富的元素来做燃料，让地球变得“轻”起来，这主意听上去不错。

  现在，数十亿美元资金正密集涌向该领域，演绎出一波接一波的资本好戏——大涨24.67%、暴跌41.51%、反弹13.7%——仅在本周，美国氢燃料电池巨头Plug能源的跌宕走势就令投资者瞠目结舌。

  这背后，其实是各国对氢燃料关注度的不断升温。权威机构预计，2015年全球氢基础设施的市场规模在7万亿日元左右，而到2050年，这一数字将飙升至160万亿日元。

  我们对氢社会的探索，刚刚开了个头。

  ⊙记者 王宙洁 ○编辑 龚维松

  上世纪九十年代，通用制造了第一款燃料电池汽车，为新型燃料的出现打开想像空间。此后几十年间，数十亿美元的资金密集涌向这一领域，资本游戏不断涌现。

  大涨24.67%、暴跌41.51%、反弹13.7%，美国氢燃料电池巨头Plug能源本周前三天跌宕的走势让人们跌破眼镜。做空机构香橼的一纸研究报告，更让投资者分裂成两大阵营。

  美股市场上，燃料电池另外两大巨头巴拉德动力系统和燃料电池能源的股价，也都出现了类似情形。资本炒作的背后，是人们对氢燃料关注度的不断升温。

  如今，对氢的利用正在多个国家掀起热潮。欧洲利用可再生能源的剩余电力生成氢，而美国则为降低能源对海外的依赖，开始构筑氢基础设施。

  伴随氢社会美妙图景的展望不断出现，问题也无从避免：氢只是一种能量载体，运输非常困难，且还需要克服高成本及安全性等方面的问题。关于“氢社会”的博弈，才刚刚开场。

  构建环保氢社会 各国争相入伙

  在自然界中，基本没有单独存在的氢元素，它主要以碳化氢及水等化合物的形式存在。因此，找到向这些化合物施加能量以转换出氢的方法成为关键。

  在欧洲，利用剩余电力电解水生成氢的做法成为主流。丹麦罗兰岛便尝试利用风力发电和太阳能发电的剩余电力电解水制造氢，然后将氢储藏在氢气罐中。当电力供应不足时，这些被储藏起来的氢便有了用武之地——让燃料电池发电。

  利用太阳能发电的电力制造氢的尝试在法国同样盛行。据海外媒体披露，法国科西嘉岛的“MYRET平台项目”正在开展实验，利用太阳能发电系统的剩余电力对水进行电解来制造氢，在电力需求达到高峰时，利用燃料电池进行发电。

  德国Greenpeace等能源公司则将目光转向风力发电的剩余电力电解水生成氢，然后提供给现有的燃气管道网络，从而削减氮氧化物等有害物质的排放。把利用风力发电剩余电力生成的氢用于热电联产的项目也已经启动。位于德国勃兰登堡州普伦茨劳的风力发电公司Enertrag从2011年10月开始把风力发电的电力并入电网。

  除了上述这些来自大自然的能源，日本蓝色能源公司自主开发出了高效生物质气化设备。该设备可以使木质片材高效实现气化，利用产生的一氧化碳和甲烷气等混合气体，制造高纯度氢。

  托马斯·摩尔则注意到了树叶。他和他在美国亚利桑那州立大学的科学家团队制造除了一种仿真树叶，通过模仿植物的光合作用，这种叶子可以利用阳光将水分解成氢和氧。一开始，他们造出的叶子并不理想，但随后他们注意到反应流程中的一个反应步骤拖慢了整个流程，于是科学家们决定仿照自然界里的中间反应，朝着制造出可循环的燃料更进一步。

  无论是政府层面还是企业层面，这种变化都在发生。伦敦氢网络扩张（LHNE）项目便获得了来自英国政府的部分资金由英国技术战略委员会赞助，这一项目旨在把新的氢燃料站提供给公众。

  而包括沃尔玛在内的许多期望降低成本和碳排放量的世界500强公司，已经购买了Plug公司的燃料电池产品GenDrive，以替换现有的液压搬运车，并在他们的仓库和配送中心使用。

  博弈碳减排 汽车业成主战场

  环保是氢燃料的优点之一。通过分离氢气中的电子，产生电流，氢燃料电池可以安静并且在接近零碳排放的状态下发电。这对于碳排放“大户”——汽车业而言，是一大福音。燃料电池车的尾气管仅排放少量水蒸汽，美国能源部曾指出，燃料电池车排放的温室气体比汽油车低三到五成。

  在美国加州，氢燃料汽车正迅速聚集，在“监管”压力之下，多家汽车厂商都准备推出采用氢燃料电池而非汽油发动机的零排放汽车。韩国的现代汽车、日本的丰田汽车公司和本田汽车公司都跃跃欲试。

  加州政府制定了一项严格的计划：到2025年，主要汽车厂商新售汽车的22%必须为零排放汽车或插电混合动力汽车。其法规要求汽车生产商通过出售电动汽车或燃料电池汽车来满足这个要求。加州空气资源委员会预计，到2018年，该地区将有5万辆电动车或是氢燃料车。

  只需要10分钟的时间，一辆燃料电池巴士就可以加满能量，而行驶距离则可以高达320至390公里。这种理想的行驶方式在美国旧金山近郊成为现实。据外媒披露，到2016年，这种巴士的数量有望从目前的12辆增加到40辆。

  燃料电池车自身所具备的优势也成为各大车企争相抢夺这一市场的动力。这种车辆依靠促使氧和氢发生化学反应产生的电力来驱动马达。相比纯电动汽车，燃料电池车的燃料补给时间更短，但行驶距离更长。

  韩国现代汽车计划在2016年推出首款以电池为动力的电动车，为了应对美国等市场日趋严格的排放规则，该公司倾向于把氢燃料电池汽车作为下一代汽车的选择。丰田曾推出HyGrid的构想，具体方法是使用剩余电力，对水进行电解制造氢，然后将这些氢液化，存储在氢罐中。这将帮助大幅拉低成本。

  日产·雷诺联盟、德国戴姆勒以及美国福特则宣布联手开发燃料电池车，计划最早于2017年推出量产车。日本、欧洲及美国三大经济体的汽车巨头联姻，令车企在这一市场的争夺战白热化。三者希望通过共同开发来削减成本并掌握燃料电池车价格方面的话语权，此外也计划在加氢设施建设以及氢气充填规格等基础设施层面携手合作。

  去年7月，本田也宣布和通用公司合作，共同开发新一代燃料电池系统，并开发小型、轻量、高性能、低成本的储氢系统，他们同样希望进一步拉低成本。

  提速商业化 诸多难题仍待解

  从历史上看，氢能源市场一直集中在炼油厂和化学制造业。但自2011年以来，氢能源存储市场以及电池领域氢燃料的使用率大大增加。

  研究机构Navigant近期发布报告预测，在未来16年，这一领域将快速增长。除了石油以外的非常规应用及化工行业的氢耗量将从2013年的约1.68亿公斤加码到2030年的接近35亿公斤。

  “氢在历史上常常被看作是一个有价值的商品气体，但如今越来越多的人将它视作是一种重要的燃料和一种未来的能源储备。”Navigant的研究主管克里-安·亚当森说，“越来越多的能源需求、对可再生能源提出的需求、清洁能源备用电力市场的增长以及越来越多燃料汽车的部署将助推整体需求。”

  日经BP清洁技术研究所发布报告显示，全球氢基础设施的市场规模到2050年将达到约160万亿日元，而2015年还只有7万亿日元左右。其中规模最大的，将是液化氢基地和管道等周边基础设施市场。报告称，随着燃料电池车和固定式燃料电池等的普及，全球氢消费量今后将快速增长。在2015年至2050年的35年间，按照体积计算的消费量将增加约60倍。

  但是，燃料汽车目前仍然面临诸多挑战。其中一项是缺乏基础设施。美国政府曾提出要建设“氢高速公路”，然而目前美国的公用氢燃料加气站还不到15处。

  此外，成本和安全性的问题也有待考量。氢燃料的生产目前是在利用石油生产化学品的过程中提取，因此成本很高。据海外媒体测算，如果换算为相同行驶距离的价格，氢与汽油相比在成本上被认为达到2倍以上，这在普及过程中将是头号难题。

  此外，氢具有可燃性，还有爆炸的风险。在现有的燃气轮机发电站，氢气被作为燃料使用，但由于氢气体积增大易于引发火灾。非营利性调查网站ProPublica的统计发现，近年来美国有37起涉及氢燃料车或是燃料站的事故。

  这也给储藏和运输增加了难度。一些针对此方面的课题就此展开。日本最大石油批发商JX控股公司计划开发新型氢运输技术，并在2020年之前开始建设采用新技术的供应网，使供给成本降低30%左右，使氢的价格降至汽油的水平。

  利用宇宙中储量最丰富的元素做燃料，这个主意听起来很不错，但在此之前技术壁垒也难免形成阻碍。拿汽车行业预测师杰夫·舒斯特的话说，现在还只是实验。“总要到10年后才能见分晓。”