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“氢能中国”！力争2100年实现“能源自主”

    全球正经历从化石能源向氢能等非化石能源过渡的第三次能源体系重大转换期。2017年我国能源生产量为25亿t油当量，消费量达31亿t油当量，整个能源需要进口20%，尤其是石油进口量为4亿t，其对外依存度达到70%，对能源安全造成不利影响。为给我国实现能源体系转型和“能源自主”战略目标提供参考，综述了国内外氢工业的发展现状和发展趋势，探讨了人工制氢、储氢技术的发展途径，明确了氢工业的战略地位。

    氢在自然界中分布广泛，并且在自然状态下仅存在着极少量的游离态氢。工业氢气是指通过一定的手段，从工业原料中大规模制取的可燃气态氢产物。这种通过能量输入从含氢原料中提取工业氢气的过程，被称为人工制氢，包括化石燃料制氢、水分解制氢、生物技术制氢和太阳能制氢等。氢能作为氢的化学能表现为物理与化学变化过程中释放出能量，是具有二次能源属性的一种重要的能源类型。这种大规模人工制氢并利用氢能的产业被称为氢工业，包括上游制氢、中游储运和下游应用。

    氢工业体系中各个产业部门之间基于一定的技术经济关联即为氢工业产业链，包括氢工业价值链、氢工业企业链、氢工业供需链和氢工业空间链。为了更好地阅读和理解本文的内容，笔者建议首先界定和明确上述5个基本概念（工业氢气、人工制氢、氢能、氢工业、氢工业产业链），并由此建立氢工业概念体系。

    储氢是实现氢能有效利用的关键技术之一，包括高压气态储氢、低温液态储氢、金属氢化物储氢、有机化合物储氢、微球储氢和碳纳米材料储氢等。基于大规模低成本制氢和高密度储氢，以燃料电池为关联的氢工业应用将推动能源转型和新能源汽车、分布式供能等新兴产业的发展，从而改变能源结构，进而实现从能源供给端到消费端的全产业链转变。