最近有不少小伙伴在讨论，说现在的电力其实只是一个过渡能源，那么，真正的未来能源会是什么呢？
氢能源：未来的能量之星？
许多人都在说，氢能源才是未来的主宰。这种看法似乎很有道理，毕竟氢气的燃烧过程完全无污染，烧完后只留下水，环保到不行。而且，给氢能源汽车加氢跟给传统汽车加油一样迅速，几分钟就能充满，这在快节奏的生活中无疑是一个巨大的优势。更不用说，氢气的能量密度比汽油还要高出2.7倍，这意味着它能提供更长的行驶距离。根据2021年李冠廷在吉林大学的研究，氢燃料电池的热效率非常高，一般能达到60%左右，而像丰田Mirai这样的氢能源车型，每百公里的氢耗仅为0.8公斤，使得每公里的成本大约只有3-5毛钱。
氢气储存与运输的挑战
那么，既然氢能源这么好，为什么我们在路上看不到更多氢能源汽车呢？其实，氢气的普及面临着一些实际的难题。首先，氢气的储存和运输成本相当高。氢气在常温下是气态，常规的压缩方法使其体积依旧庞大，而且在传统的钢瓶中，氢气的重量甚至不到容器重量的5%。正如邹鹏和肖泽文在《能源与节能》2024年的研究中所指出，如果仅依靠大卡车运输，这种方式的效率极低，只适合200公里以内的短途。若运输距离更远，需要将氢气冷却成液态，这不仅技术要求高，成本也相当昂贵，当前主要应用于航空航天领域。此外，与天然气管道相比，新建氢气管道的成本是前者的两倍，这是一个不小的投资，而按照目前的计划，到2035年，氢气管道的总长度预计能突破1万公里。
氢气生产成本其实不高
将运输和储存的问题放在一边，单纯从生产氢气的成本来看，其实并不算高。利用传统能源如煤炭或天然气来生产氢气的成本大约在每公斤10-17元之间。而最环保的方法，即利用光伏、风电和水电通过电解水来生产氢气，虽然成本稍高，大约为27元/公斤，但考虑到这些电能直接用于电动车可以跑300公里，而同样的电量转化成氢只能跑100公里，似乎直接使用电能更加高效。如邵乐等人在《炼油与化工》2024年的文章中所述，这种状况导致了氢能源的普及需要重新考虑其实际应用效率和成本。
其他可再生合成燃料的可能性
除了氢气，还有其他类型的可再生能源值得我们关注。例如，生物燃料和乙醇汽油可以通过粮食发酵产生，甚至是利用废弃的地沟油也能生产出合成生物柴油，这些都已经在电影中被描绘成为富人的象征。另外，人造汽油，即通过合成二氧化碳和水产生的甲醇进一步转化成汽油，这种燃料的兼容性极好，可以直接用于现有的燃油车辆中，如保时捷官网所述。这些新型燃料的开发，可能会为我们提供更多的选择来替代传统燃料。
储能和普及的关键问题
然而，氢能源的普及不仅仅依赖于生产成本的降低。实际上，氢气作为能源的储存和能量利用率也是推广关键。对于可再生能源如光伏和风电，它们的生成往往不稳定，有时候产能过剩，如果没有有效的储能手段，这些过剩能源就会被浪费。氢能的生产可以作为一种储能方法，将这些过剩的绿电转换为氢气，从而在需要的时候释放能量。按照国家的未来规划，绿电和氢能源的发展将会并行加速，这也意味着随着光伏和风电技术的进步及成本的降低，到了2035年，每度电的成本可能降至很低，从而使得绿电制氢的成本大幅下降。
氢能源车辆的市场前景
再来看看氢能源车辆的市场前景。尽管氢能源车如丰田Mirai显示出了较低的运行成本，氢燃料电池车的市场推广仍面临挑战，其中最大的难题是价格。目前这类车辆的售价相对较高，如丰田Mirai的价格超过70万，这对大多数消费者来说是不小的财务压力。为了使氢能源车更加普及，需要从技术创新和规模生产两方面努力，以降低成本。此外，建设足够的氢气加注站也是推广氢车的关键一环，这不仅需要大量资金，也需要时间来完善基础设施。
可再生合成燃料的竞争力
对比氢能源，其他类型的可再生合成燃料如生物燃料和人造汽油也展现出了不小的潜力。这些燃料可以利用现有的燃油车辆基础设施，降低了新能源车辆普及的初期投入。例如，生物燃料不仅可以减少对传统石油资源的依赖，还能有效利用农业废弃物或城市固体废物，转化为能源。同样，人造汽油可以通过捕获大气中的二氧化碳来生产，这不仅减少了温室气体排放，还提供了一种高效利用可再生能源的方法。
综合考虑，氢能源虽有其独特优势，但在完全成为主流能源之前，仍需解决一系列技术和经济问题。同时，其他可再生合成燃料的发展也不容忽视，可能在某些方面提供了更实际的解决方案。未来能源的路线图将是多样化的，依赖于各种技术的成熟和市场的接受度。在这个多元化的能源未来中，我们是否已经准备好迎接每一次能源变革的挑战了呢？
