原湖北省人大副主任、东风汽车公司老领导 黄正夏
一． 氢是一切可燃烧物质燃烧强度最高的能源
科学实践证明，燃烧的本质是一切可燃物质的氧化过程，包括热核反应，也是氢的同位素实现的。所谓氢能源是指氢在燃烧（氧化）过程中释放热量，并立即生成水的效应。水的分解又生成氢和氧，构成大自然的反复循环。燃烧的强弱用燃烧中产生的“热值”量来表示。
在交通运输领域中，几种常见的可燃物质的热值（单位：兆焦耳/公斤）对比如下：
可燃物质热值 相对汽油的倍数
氢 120
天然气 42.7 2.880
汽油 44 2.727
柴油 42.7 2.880
酒精 27 4.4
CO 10 12
对比中可以看到，可燃物质中，含氢越多，热值越高；各种混合物或化合物分子很复杂，尽管使用条件各个不同，所产生的平均热值都会降低。
几百年来，经过科学家反复推导和实验验证，宇宙最初大概是由极少数、极简单、极轻的物质组成的，经过一次大爆炸，在极高温、高速、高压下，产生反复震荡碰撞和物理化学交叉反应，才生成千百万亿年各种性质不同的原子、分子的新组合和新物质。因此可以说，一切物质都是氢元素叠加化合变异的结果，这是氢作为原始的最佳能源的主要原因。当然，随着人类对微观世界更深入的认识和挖掘，必然会产生其他能源结构，但可以肯定都是深入原子、质子内部的“粒子”等等的能量再释放。
因此，开发动力能源中的最大目标，是挖掘氢能源，抓住和集中了氢，就可获得更多的热效应，可以说抓住了根本，抓住了大方向。但是，地球上并无单独的氢分子存在，水是最富的氢矿，一个水分子含两个氢原子和一个氧原子，氢与水的关系形成大自然“水→（氢+氧）→水”无限反复的循环链。我们只能顺应这个规律，反对科学工作上的形式主义和教条主义，坚持实践是检验重现的唯一标准，在动力能源问题上，坚持发展水和氢能源的相互平衡，保持科技、自然和社会发展的远大方向，实现“天人合一”，谐和俱进。
二． 开辟大量制氢的稳定途径
地球上含氢的化合物存在极广，一般工业用氢纯度不高，大多在99.5%以下；制造纯氢至少要达到99.95%以上。通过水的电解或千度以上高温分解水制取，要消耗其他能源，成本较高。我国淡水资源缺乏，只占世界平均水平的80%，因此，单从教科书定义出发，采用这种方式大量制氢，一般都拒绝考虑这种方式，乃至“谈水色变”。
但结合我国的实际特点出发，却是另外一种情况。我国地处温带，山多雨多，水位落差大，全国2000多个行政市县中，1500个为山区、半山区、丘陵，比较贫困的地区又多在这里，却极适合建立水电站。我国的水力水能资源特别丰富，占全世界12%，世界第一。电站发供电有个特点，即峰谷差，每天有7小时左右为低谷发供电，大约近1/4-1/3的水流基本流失成为“过境客水”。如果将这些客水也充分发电供电，这不仅不是“耗电制氢，损失效率，”而且可为电站增加动能和效益。
由于制氢，必须使水库常年充水，不仅有助于稳定发电，还可以延长电网及机电寿命，大致可增加电力15%-20%左右。这对保持水土山林，改善大气环境，增加防洪排涝能力均有巨大效益。
从制氢的效益及电站效益来说，每4.5—5度电可制1立方米氢，每公斤氢相当2.727公斤汽油，在实际应用上可相当8—10公斤汽油，可供5人座轿车平均行驶100公里。一辆汽车寿命周期大致为30万公里，年平均按3万公里计算，耗氢300公斤。据估算，一个1万千瓦为单位的水电站，每年按“客水”流量可制氢9万公斤；可供300辆汽车常年使用。而电站增益，在售电后扣除各项成本消耗，尚可净收益155—240万元（2007年价格）。为建设制氢站各项投入，大约500—700万元，三年左右可收回。
湖北省已建成小水电站354万千瓦，到2020年计划建成620万千瓦，以其总装机容量1%左右，建设蓄能式水电站和制氢站，是一个很大的数字，从全国来看，小水电已装机6000万千瓦，到2020年再装机将达到8000万千瓦，全国大中小型水电站装机已达2亿千瓦左右，数字更大。仅以长江干流说，三峡电站发电量，从三峡到武汉关一段，年产生低谷水流平均约达6000亿立方米左右，可发电500亿度，制氢9亿公斤，相当600万吨汽油。中央已经提出，在2020年内，将大力推行农村市县级电气化建设，这是开发水电制氢的好机遇。氢的用途极广，工农业生产和生活均通切的需要，解决“老少边山”穷困地区，结合我国特点抓好小水电制氢，很可能是最终解决全面建设小康社会的切入点和突破口。因此，当前大力从小水电入手，从小到大逐步试点，从单电站制氢到多电站联网输氢，乃至像管道运输天然气、石油一样，在将来产生相当一部分输送氢能源的管道，、而这种新产业却是利用大自然的反复循环和能量守恒原理实现的，是人类社会和大自然互相作用、互相促进、不断增长的一次革命。湖北省大山区长阳县已在开展试点，其建成的制氢站已向宜昌市、武汉市供应纯氢。
碳氢化合物制氢，受资源限制，可因时因地制宜发展，只能制取一般工业用氢。大量制取纯氢，主要依靠钢铁公司焦炉气提纯，焦炉气含氢的体积为55%-60%，按年产100万吨焦炭计算，可生产焦炉气3.50万立方米焦炉气，按10%的用量制氢，年可产1500万立方米或1300吨纯氢，可相当汽油3536吨。剩余的焦炉气主要成分是甲烷，仍可用于钢铁厂供热需要。全国每年焦炭产量2亿吨，其中重点钢铁企业2007年产焦炭9900万吨，若按10%制氢，可生产氢12.87万吨，折合汽油36万吨。焦炉气制氢时如钢铁厂煤气供应有缺口，可用天然气置换，也是很有利的。
氢是宝贵的燃料和化工原料，如与化工企业联合和协作，适应全国性大循环经济，则对节能减排更有利，不过目前由于条块分割尚难实现，这是我国工业体制尚存的薄弱环节。
氢的用途极广，不仅用于能源，还是化工、冶金、电子轻纺及军工国防等需要，有专家估计，将来完全可以成为建设氢经济、氢社会的重大物质基础。
三． 应用含水酒精转化成富氢燃料
这可能是大量制氢用氢节能减排的重要方面。
含水酒精富氢汽车是利用内燃汽车排放的尾气余热（650-250℃），把75度左右的含水酒精随车进行蒸发、催化、重整为富氢燃料（氢占60%-70%，CO占30%左右），再返回汽缸进行高温稀薄燃烧的过程。其重整的化学反应式为：
C2H5OH+H2O→4H2+2CO
使用含水酒精重整燃料气的发动机，可比传统汽油内燃机降低能耗6%以上，而尾气中的NOX,CO,THC等可减少50%-90%。因此，可以认为这种燃料是一种可再生的清洁能源，可普遍应用于交通工具。这个技术的突破，对于全世界常年保有上亿万辆内燃汽车的扩大应用，以及一般工业机械的创新将发挥举足轻重的作用，乃至可以根据这个原理，设计未来的产业，生产制造各种相应的机器和工具。
含水酒精经过催化重整为富氢燃料，开辟了农林等生物质能源更加广泛利用的途径。特别是通过微生物发酵预处理等核心技术，不仅能分解纤维素，并且有可能做到分解木质素，就能够加倍扩大生物质来源。做到不用粮食，不占耕地，不毁坏山林草原，湿地，不减少土壤有机肥力，不污染环境等，而且得到低成本高质量的含水酒精，实现从根本上充分应用大自然条件下实现以工业为主导，使城市与乡村，工业与农林，牧副渔业及改良土壤紧密结合，互惠互补，创造全面协调可持续发展的新体制、新材料，新能源，为建立循环经济扩大领域。
目前国际上大多采用“乙醇汽车”即纯酒精，只是为了节约石油，无论从成本及效率都说比不上含水酒精。从相关单位许多年的实验结果看，技术已基本成功，只是在催化剂选用上尚不够稳定，许多基础理论及复杂器件上尚需改进，相信只要认真扶植，是能够解决的。
富氢气体经过纯化后，也可以成为燃料电池的能源，其带动的产品及学科当更宽广，应引起注意。
综上所述，能源问题是人类社会物质生产力发展的基础，从利用燃料动力资源说就是集中和发挥最高的燃烧效果。当前已经进入知识经济时代，经济开发更需要象党中央教导的，在以人为本的基础上，认真贯彻科学发展观，坚持全面协调可持续发展，坚持发展和建设循环经济。最大限度的认识物质的潜能和相互间的发展变化关系，牢牢掌握大的方向，争取对于人类社会和自然相互促进作出更大的贡献。
二OO九年七月
