氢能不是未来能源方向！

以前、科技研究者只着眼于单个环节的。

如提高光伏发电效率、提高汽油发动机热效率。未曾将从太阳能到有用功当成一个系统研究。

晶硅、薄膜、钙钛矿结构等等光伏技术，聚光光热技术、锂电池、锂硫固态、氟阴离子、氢氧燃料等电池技术和新能源汽车。

研究者投入了巨大成本、大量的人力物力精力。即便超越固态电池的宁德时代凝聚态电池出现了。高达0.5WH/KG的能量密度。

但是、研究人员未曾认识到一个可怕的事实，

不管他们多么努力，方向选择错了。研究出来的技术都是昙花一现。

如何才能找对技术方向呢。

以氢能源为例。未来能源？你有没有搞错！

氢能作为二次能源载体，被人误认为是未来的最佳能源。

这种错误的想法源自两个事实，

一个是氢能量密度高达143MJ/KG，另外一个氢的燃料电池理论效率高达80%。

论据是正确的，结论却错了。

氢气作为车载能源，将储罐+氢气作为整体，其能量密度远低于汽油、甲醇。氢燃料电池系统的整体STS效率也不高。

所以氢能毫无竞争力，也不会是车载能源技术方向，更加不会是大规模储能的方向。

详见如下分析。

1.1 常见能源载体的能量密度。

我们先看看常见的氢气储存技术。

A. 高压储氢：氢质量含量1~5.8wt%，压力为35/45/70/90MPa，目前已经商业化。对于氢能汽车中的高压储罐，一般有35Mpa和70Mpa两种，储氢重量密度达到了5.7wt%。

B. 液化储氢：氢质量含量>5wt%，将纯氢冷却至-253℃储存，超低温消耗能量大，成本高，多用于航天、军工领域。

C. 固态吸附储氢：氢质量含量5.3～9wt%，以碳材料为主进行物理储氢，环境为77k、4MPa。

D. 液态有机化合物储氢：氢质量含量6～8wt%，常温常压，储氢容量大。

E. 金属氢化物储氢：氢质量含量1.4～3.6wt%，常温常压，安全性好。

F. 自然储氢：包括水储氢、甲醇储氢等。其中，水储氢为11.1wt%，常温常压，以电解水制氢为主。甲醇储氢的氢质量含量为12.5wt%，常温常压，能量密度高，低成本，大规模甲醇制氢技术早已实现商业化，微型化甲醇制氢技术已实现突破，商业化价值极高。

六种储氢技术实现中，甲醇的储氢质量占比百分数最高达12.5%，甲醇的能量密度是20MJ/KG,热重整后得到氢能有损失，但也是氢能达到的最大能量密度。

而且甲醇储能成本最低，常温常压下可以存储数年。甲醇还是液态阳光，可以作为二次能源大规模储能。

显然，氢，作为能源载体。考虑储罐后，其整体能量密度不及汽油一半，也低于甲醇。此外，还要考虑氢能冷却压缩灌装造成的能量损失。单质氢气的极度危险性。

那么氢氧燃料电池的能量转换效率高呢？电池发电环节，氢能效率高，并不能弥补整体系统的能量效率。

借助“油井-车轮”（WTW）效率理念。本文提出“STS”即solar to service。

即将太阳能转换为服务人们生产生活的有用功。

STS的效率中，氢能因为经过了太阳能发电、电解水、燃料电池转换电能，这个中间多了一个氢形态的变换环节。其STS效率也低于光伏、更低于太阳能生产甲醇，甲醇直燃、内燃、重整制氢的效率。

2 什么才是未来的能源？

在所有非直接利用太阳能利用方式中太阳能光伏、光热的效率最高。

电能、热能都是服务人们生产生活的有效形式。

优先使用光伏、风电等能源。

2.1 太阳能可再生燃料利用系统

图 1 太阳能可再生燃料利用系统图示