为什么不研发环保安全的氢化物燃料来驱动汽车？

先说说我们为啥不能大规模使用：氢气

因为“氢”有其不可避免的缺点：

首先就是：氢的体积能量密度很低

我们人类常用的储能都是选择体积能量密度较大的，利用有限的空间储存较多的能量，液体和固体的能量密度都是较大的，比如汽油，煤炭等。如下图所示，因为氢气气态的原因，其体积能量密度最小，自然条件下无法利用。需要压缩后存储使用。

其次，就是氢气是最小的分子，逃逸扩散能力强

氢原子是最小的原子，氢气分子的直径为0.289纳米，其扩散能力非常强。所以其压缩存储的要求就非常高，通常使用符合材料。

而现在的技术条件下，这种压缩罐体已经不是什么问题的，最困难的就是薄弱的阀门接口地方，更何况十几年的长期使用下，这种薄弱点更容易被放大，一旦泄露，后果严重。这就要提到下面的问题：

氢气的爆炸浓度范围最大（特别容易爆炸）

“氢气的燃烧爆炸极限是4.0%～75.6%(体积浓度)，意思是如果氢气在空气中的体积浓度在4.0%～75.6%之间时，遇火源就会爆炸（不是燃烧，燃烧比较稳定，爆炸是不稳定的，无法控制的）。

在常见的气体中，氢气的燃烧爆炸浓度范围是最宽的。氢气的储存易扩散特性，使得氢气日常使用风险很大。

想想，我们如果大规模推进氢气汽车，罐体多年使用后，发生泄漏，地下停车场，人员复杂，一颗烟头，爆炸的后果将是多么严重。再加上众多的氢气罐都在一个停车场里。这样的后果是无法想象的。纯电汽车虽然也有自然的风险，但是不会造成多车连锁爆炸的反映，其风险还是可控的。

所以，我们现如今还没有大规模推进氢气汽车，更多的在露天停放的那种商用车上应用，就是这个原因。

氢气对于乘用车来讲，有这么多的缺点，是不是有可以替换的气体呢？比如：氨气

氨气，燃烧的是氮气和水。也是非常清洁的能源。氨气的爆炸极限范围是15.7%~27.4%，和氢气相比，其强烈刺激性气味极具辨识度，安全得多。并且氨气分子大，存储起来更容易。看起来应该是一个比较好的替代产品。

但是现如今，我们遇到的最大的问题就是，氨气不“绿”。

对于全世界来讲，“氨”属于大宗基础化工品，具备原料、燃料双重属性，应用场景广泛、当前以生产化肥为主。

合成氨属于能量密集型产业，是中国乃至全球“碳排最高”的化工产业。氨的生产目前主要是基于拥有一百多年历史的哈伯-博世法，该方法以煤炭、天然气等化石能源为原料，适用于连续、集中化、大体量的合成氨生产。由氢的碳足迹决定，氨的制备可分为灰氨、蓝氨、绿氨三类：

• 灰氨，中的氢气来源于天然气或者煤炭，由传统的 Haber-Bosch 高温催化工艺制备而成；
• 蓝氨，则是将灰氨生产过程中的二氧化碳进行捕集；
• 绿氨，是基于可再生能源提供能量来源的前提下，以水为原料提供绿氢，然后与氮气混合通过热催化或者电催化等新型低碳技术制备而成。

基于这一成熟的工艺，全球每年合成氨产量为2.5亿吨左右，通常每生产 1 吨氨，释放将近2 吨的二氧化碳。合成氨生产过程中每年约有5亿多吨的二氧化碳排放，约占全 球碳排放总量的1-2%、占化工行业CO2排放的15%-20%。

受资源条件所限，中国合成氨主要是“煤”制合成氨，约占总产能的 75.5%，碳排量巨大，目前合成氨行业已成为中国碳排最高的化工行业。何况，对于我们国家来讲，氨是不够用的，每年有大量的进口需求，没有多余的给新能源车使用。

既然氨气不绿，是不是可以有其他氢化物可以取代燃油呢？比如：甲醇、乙醇等醇类

刚刚也提到，我们国家“富煤、缺油、少气”的资源现状，因此国内多采用“煤”为原料生产甲醇。但是，目前“二氧化碳加氢”制甲醇反应技术已经逐步成熟，使用绿氢便可以实现真正减碳，此方式生产出来的甲醇被称为绿色甲醇/液态阳光醇。根据测算，当电价低于0.15元/kWh时，绿色甲醇将初步具备竞争力，此时将与煤价800元/吨时的煤制甲醇生产成本基本持平。

我们发现，这里同样遇到的问题是甲醇“绿不绿”的问题。核心在于“氢”从哪里来。虽然有一些示范性的商业化运营，但是由于尚未解决“绿”的根本问题，所以，也无法大规模铺开。