苏峰
山东赛克赛斯氢能源有限公司 山东 济南 250104
摘要：在新世纪，人们生活质量得到极大改善，汽车被列入人们生活必须品范围。对于传统能源汽车而言，其技术已十分成熟，然而，大量排出的汽车尾气严重污染了生态环境，进而影响到人们身体健康，由此看来，在汽车行业中应用氢能源具有必要性和迫切性。因此，本文对氢能源在汽车行业中的应用进行研究，并且提出相应发展对策，希望给有关机构提供参考与借鉴。
关键词：氢能源；汽车行业；生态环境
引言：近几年，城市中汽车数量与日俱增，在给人们生活带来诸多便利的同时也加剧了环境污染程度，为了寻找可以替代的新能源，各国都在积极研究和开发新能源。其中，氢能源被作为各国在汽车行业中应用的重点能源，将其应用在汽车行业中，不仅可以节省能源，还可以保护环境。在这样的背景下，我国加大对氢能源的研发力度。
1氢能源概述
现阶段，石油和天然气仍然是汽车燃料的重要来源，然而，逐渐枯竭的化石能源，日益严重的环境污染，在温室效应的作用下全球范围内频繁发生灾难性气候，在这样的背景下，为了应对两大压力，即环境污染和能源枯竭，世界上所有国家都在积极利用和开发新能源、可再生能源，我国亦不例外，《可再生能源法》已经于2006年元旦实施。
在研究替换能源过程中，世界各个国家车用能源的研发重点与核心是在汽车行业中应用氢能源。氢能的优点是其他能源不可超越的，包括高热值，燃烧氢气的放热量为121 061kJ/kg，甲烷则为50 054kJ/kg,汽油热值是44 467kJ/kg，乙醇是27 006kJ/kg；氢气燃烧没有任何污染性，与氧气作用后能够促进水的生成，作用过程中同样不污染环境；具有可再生特点，广泛来源，化石燃料、生物质、水中都含有大量氢或氢源[1]。
2 氢能源在汽车行业中的应用
2.1制氢技术
第一，通过应用化学燃料将氢制取出来。比如，气化煤、重整氧化等，过去的很长时间内我们普遍采用这些方法。
第二，对水进行分解实现制氢目的。比如，电解水、分解热化学等等。其中需要关注的是借助太阳能，同样能够对水进行分解，实现制氢目标。
第三，利用生物制氢。比如，发酵细菌法、光合海藻放氢等。对于化学制氢和分解水制氢而言，它们会一定程度上影响环境，但是，生物制氢不仅不会影响环境，而且消耗的能力还比较少。
2.2氢能发动机
氢能发动机主要有两种，分别是氢燃料发动机、燃料电池发动机。氢燃料发动机又包括汽车行业中使用的纯氢燃料发动机及掺氢燃料发动机。此发动机工作原理是改装当前汽油发动机，从而对氢气进行燃用。氢燃料发动机具有明显优势，它有着极高实用性，一方面氢气可以直接进入到气缸中，促进混合气的形成；另一方面能够进入到气管中，预混空气。充分燃烧后的氢燃料没有积碳和金属产物产生。这就大大降低了磨损发动机的概率，同时对润滑油的污染也减少很多，因此，氢燃料的清洁性能非常高。然而，氢燃料具有较高的着火温度，能够迅速传播，这就导致氢燃料发动机出现一些现象，如回火、偏高排放、早燃烧等[2]。
3氢能源在汽车行业中的发展前景和对策
3.1氢能源在汽车行业中的发展前景
3.1.1中国发展前景
当前国家和科研部门高度重视氢经济的重要性。比如，早在22世纪初期由中科院宣布启动的重大工程知识创新项目“大功率交换质子膜燃料电池发动机和氢源技术”，计划投入资金至少有一亿人民币，主要目标就是推动燃料电池汽车和氢能源进一步发展。
研究燃料电池始于20世纪50年代，到今天为止，已经积累和发展了40多年，取得一定成果。我国第一辆燃料电池汽车于1999年诞生，由清华大学与北京世纪富原公司合作研制而成。上海神力科技有限公司于21世纪将氢动力一号游览车开发出来。同年三月三辆中、小型燃料电池汽车诞生，由北京飞驰绿能电源公司与多家单位合作研制而成。2004年11月在上海国际工业博览会上首次展示超越二号轿车，这是由上海神力科技公司研发而成。现阶段，中国政府正在致力于借助氢作为未来交通工具燃料的研究中[3]。
3.1.2国际发展前景
各国政府及其相应机构针对研究和利用氢能源，都将相应政策和投资计划制定出来，旨在可以对石油资源带来的巨大压力进行缓解。同时积极参与氢能研究和利用的还有世界能源巨头。
在2002年10月氢能源和燃料电池高级专家组在欧盟委会成立，同时于次年3月发布关于氢能及燃料电池的报告，同年5月欧盟委员会主席宣布在氢能研究方面未来5年内会投入20亿欧元。当前欧盟为了资助60个燃料电池项目，每年都会投入2500万美元，同时为《欧盟综合氢计划》联合筹集资金[4]。
日本政府在20世纪90年代开始将资金提供给日本工业技术院，使其研究氢气代替煤气，旨在降低对石油、天然气的依赖度，计划15年内可以生产燃料电池车5万台，此后10年将市场规模逐渐扩大，于2030年完成真正普及目标。
在汽车行业中应用氢能已经取得一定成果。英国伦敦于2003年将第一台氢电池环保公共汽车投入使用，实现三种有害气体零排放目标；英国伦敦帝国学院有研究人员预测，不远的将来氢经济会实现重大突破，利用对植物模仿分离水的模式，人们可以实现将氢从水中分离的目标。日本本田汽车公司已经推出燃料电池汽车-本田FCX，这台汽车获得美国环保局认证，同时在美国托兰斯该公司还将一种动力为太阳能的加氢站展示出来，还将HES家庭能源系统研究并开发出来；德国宝马汽车公司于21世纪初期在柏林市投入使用多辆宝马牌750L型H2燃料发动机汽车，同时计划未来四年来会投产和上市小批量该种汽车。
3.2 氢能源在汽车行业中的发展对策
3.2.1向市场过度
在持续深入研究的背景条件下，逐渐完善了越来越多的技术。制取氢气方式具有多元化特点，与此同时，氢气的储存和运输日益便利。借助氢气发动机，一方面可以大幅度减少成本，另一方面能够优化发动机功能。由此看来，必须大力开展宣传和推广工作，让氢能源汽车被更多消费者认识并且接受，将市场开拓出来，使氢能源的推广效果得到不断提高。
3.2.2做好市场培育、政策制度及其技术研发
为了获取更大成果，必须加强研究氢能源的有效利用。例如，我们需要深入研究如何储存氢气，怎样使制取氢气能源成本降低等，此外，有必要将促进氢能源进一步发展的健全的环境政策体系构建起来，借助准入市场政策和税收优惠政策，提高氢气能源利用效率，与此同时，将完善的市场、技术标准体系和示范产品项目建立起来，将培育市场的工作做好[5]。
结束语：总而言之，在汽车行业不断发展与进步的今天，传统能源汽车已经很大程度上影响到环境和人类。因此，在汽车行业中应用氢能源势在必行，并且也是未来社会发展的必然趋势。但是，当前仍然存在一些阻碍氢能应用于汽车行业的问题，为此需要积极采取有效措施进行解决，不断更新思想观念，与时俱进，促进氢能汽车的不断进步与发展。
参考文献：
[1]刘思洋. 浅谈氢能源在汽车行业中的应用及发展对策[J]. 南方农机,2018,49(19):244.
[2]许渝峰. 加氢站行业发展的机遇与问题分析[J]. 当代石油石化,2020,28(9):34-37,43.
[3]赵洪雪,李枭,庞知非,等. 氢燃料电池汽车发展现状浅析[J]. 交通节能与环保,2020,16(4):11-15.?
[4]陈轶嵩,丁振森,王文君,等. 氢燃料电池汽车不同制氢方案的全生命周期评价及情景模拟研究[J]. 中国公路学报,2019,32(5):172-180.
[5]王祖纲,吕建中,郝宏娜. 燃料电池汽车发展前景及油气行业对策研究[J]. 世界石油工业,2019,26(2):29-35.