氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，人类对氢能应用自年前就产生了兴趣，到20世纪70年代以来，世界上许多国家和地区就广泛开展了氢能研究。早在年，美国通用汽车公司的技术研究中心就提出了“氢经济”（HydrogenEconomics）的概念。年美国斯坦福研究院就开展了氢经济的可行性研究。20世纪90年代中期以来多种因素的汇合增加了氢能经济的吸引力。这些因素包括：持久的城市空气污染、对较低或零废气排放的交通工具的需求、减少对外国石油进口的需要、CO2排放和全球气候变化、储存可再生电能供应的需求等。氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，是人类的战略能源发展方向。世界各国如冰岛、中国、德国、日本和美国等不同的国家之间在氢能交通工具的商业化的方面已经出现了激烈的竞争。虽然其它利用形式是可能的（例如取暖、烹饪、发电、航行器、机车），但氢能在小汽车、卡车、公共汽车、出租车、摩托车和商业船上的应用已经成为焦点。由于氢能利用过程中CO2的零排放这一优势，其能源供给及转换技术已被认真加以评估。氢能能够通过从化石燃料或生物物质（包括城市废物等）中获取氢原子而得到，或者通过用化石发电，无碳能源电解水得到。后种方式通常花费更为昂贵并且产品利用率仅能达到4％。虽然如此，这种基于混合资源的电解氢会增加CO2的排放，因为此种方法通常增加了低效、碳基能源产品的产量。在近几年内，除了在斯堪的纳维亚(半岛)、巴西和加拿大这些地区有价格低廉而又丰富的水力电能，从天然气、甲醇、重油或MSW中获取氢的成本是最低的。早期在岛屿应用的有冰岛、夏威夷岛、瓦努阿图、大西洋群岛，氢能的应用具有特别的吸引力，然而即使包括CO2的回收和封存的成本，在大型市场当中从化石燃料中提取氢产品的成本仍然比电解氢的成本低。随着国际气候变化和对石油进口依赖程度的不断加深，导致人们对氢能市场生存能力发展的普遍兴趣。虽然日本是世界上第一个以审慎的态度为世界能源网络工程投入2亿美元开展氢能研究的国家(研究计划年限为～2年)，在其之后，又兴起了大量寻求构建氢经济的国家。从历史的角度上说，能源观念的转变需要花费几十年才能实现，一定范围内政府、跨国公司和个人企业对氢能产业的推动将是加速能源转换的必要因素。已有的一些有关氢能研发顺序的问题也会影响氢能经济的发展方向。举例来说，氢生产集中与分散，研究、发展和氢能汽车的营销，燃料电池技术的发展与内燃机，基础设施的改进包括燃料运输和建立燃料供应站等等，氢能商业化和市场渗透往往依赖于这些因素相互间错综复杂的影响，也影响它的成本、效率、能量存储密度和交通工具的成本、性能和安全性，而且在一个地区氢能和燃料电池发展突破将不可避免地影响其他地区全球性的经济发展计划。私营机构的研发与商业化努力一、机动车辆公司几乎所有主要的汽车公司和在美国、欧洲和日本的几家小型公司都积极立项开发氢能汽车。私营公司在氢能研发上的投入总额使得政府投入相形见绌。大多数汽车公司的氢能汽车原型需要使用燃料电池（著名的宝马车除外），很难判断哪一家汽车制造商将在这场商业和承受能力竞争中赢得胜利。20世纪60年代宝马车率先研发氢能汽车模型，开此行业先河。它现在的汽车采用液氢供能且最高限速为英里，希望到年提供使用。本田汽车和丰田汽车于2年12月在加利福尼亚首次投放几辆氢能动力燃料电池汽车，并希望与宝马汽车和Nissan汽车共同进入美国的汽车零售市场，成为汽车行业的“新军”，这些燃料电池汽车最高限速英里，这些汽车制造商计划于4年在美国的加利福尼亚出售80辆不同类型的氢能汽车。其他汽车公司在4年也相继做了些安排。一种以氢燃料电池为动力的混合发动机敞蓬小型载货卡车由Anuvu汽车公司在3年下半年开始供应销售，此车定价在10万美元以下，在城市中这种卡车在高速路上的行驶速度范围一般在60～英里之间。GM公司计划大量生产一种被称为"自控"的、时速可达英里的燃料电池汽车。由于这种车零部件较少，预期生产成本较低，起初GM的销售目标为万辆，到年前承担全世界的"自控"车销售，尽管这个数额可能到～年实现更加现实一些。GM公司正在与DowChemical公司合作在位于得克萨斯州的Dow\sFreeport化工厂进行实验论证，力求降低燃料电池技术成本。第三家美国主要的汽车制造商福特公司计划于4年下半年在萨克拉曼、底特律、奥兰多试制30种混合燃料电池汽车，BP公司和Ballard公司也对此项计划予以支持。在这些市场计划中还隐含着对氢燃料传输基础设施、小型蒸汽及甲烷重整器、地区燃料站电解剂的需求及其成本的预想。但在当前，氢能汽车的费用远远超出了人们的承受能力，超出了降低空气污染、温室气体、以及提高能源安全性成本效益选择。二、能源公司BP和RoyalDutchShell两家跨国石油公司立足于氢能研发和改革技术：Shell公司和BP公司分别于和年设立了性质不同的商业单位以从事氢能的研发。同时由两家主要的石油公司承担了可再生能源发展和减少温室气体排放研发重任。ChevronTexaco(通过本公司与ECDOvonics建立联系)和ExxonMobil公司也设立了氢能研究计划，只是ExxonMobil公司在减少温室气体排放的相关研究上承担较少。BP和Shell公司的研究内容广泛地涉猎了世界范围的氢能研究计划，到6年Shell公司已投资10亿美元从事氢能研发和商业化活动，Shell公司确信到那时氢能汽车市场将开始启动。另一个具有氢能实践经验的能源公司的工作是发展氢燃料供应站和氢能高速公路。从表1可以看出迄今为止有不到80个氢燃料加油站，大都位于北美、日本和北欧（预计到年德国有0多个）。除主要的石油公司外，Stuart能源系统公司、LindeAG和空气产品与化学品公司已将其营业范围扩大到氢能零售。欧洲几个著名氢能经济发展国正在努力开展研发工作，特别是冰岛和欧洲联盟分别在年和2年的前景规划中确立了本国将成为世界氢能经济强国的地位。三、燃料电池公司虽然燃料电池（燃料电池制造技术情况）价格非常昂贵且氢能使用并非电动汽车所必需，但其实践应用仍得到人们审慎郑重的思考。这是因为氢能电池在将氢和氧转换为低压、直流电时可达55％～60％高效能(天然气、汽油、甲醇重整仅达40％)，是内燃机效率的三倍。实验室实验表明燃料电池可发挥85％的潜在效率，甚至更高。在将其与一台具有80％效能的电动机联合使用时，可产生高于直接使用氢能内燃机2～3倍的效能。起码有一半的优势燃料电池技术可以利用，研究者们正在从事质子交换膜(PEM)的研究，质子交换膜技术是在电解时用碳氟化合物与一个Nafion类型的聚合体膜进行离子交换，质子交换膜电池具有起动速度快、高能量密度和耐久性强的优势。质子交换膜电池的工作温度在50℃～80℃间，能够按照汽车运行电量的需求变化调整电量的输出。还有一些研究者们热衷于其它一些氢能相关技术的研究，如应用于航天飞机的碱性燃料电池，尽管碱性燃料电池在电动汽车上应用较少。世界上已有多家燃料电池生产商，除此之外，还有许多的汽车和石油公司积极参与该领域的研发、生产工作。Ballard是一家大型且正处于蓬勃发展时期的加拿大公司，与DaimlerChrysler和Ford公司共担10年风险，计划投入10亿美元资金，到～年打造生产商业实用型氢能汽车，目前尚未有利润回报，因而其计划和商业前景与其产品的主要用户紧密相连。各国政府的氢能研发及相关政策一、美国和加拿大北美对氢能研发产生兴趣始于年的石油危机，当时成立了国际氢能协会，并在美国迈阿密海滩召开了有关该主题的第一界国际会议，美国能源研究开发署（ERDA）对氢能研究计划加以扶持，作为对美国政府能源自给不成功计划部分的一种弥补。但投入资金在20世纪70年代每年从未超过2.4亿美元，少于西欧同类计划的资金投入。美国政府资金投入持续下降至20世纪80年代，直到20世纪90年代，伴随着对全球气候变化和减少石油进口依赖患了白癜风如何治疗二甲基亚砜沸点
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