一、制氫：可再生能源制氫項目增多 電網(wǎng)協(xié)同效應得到重視
制氫的過(guò)程也要消耗能源，這也是氫能受到一些詬病的根源所在。破解此問(wèn)題的一個(gè)重要方法是用可再生能源制氫，尤其是將本來(lái)棄掉的風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電轉化為氫最為經(jīng)濟。
《BP 世界能源展望（2017 年版）》預計，到 2035 年可再生能源的增長(cháng)將翻兩番，發(fā)電量增量的三分之一將源自可再生能源。利用可再生能源制取氫氣開(kāi)始備受關(guān)注，可再生能源制氫研究成果及示范項目也在不斷涌現。
可再生能源的間歇性導致棄風(fēng)、棄水、棄光現象十分嚴重，通過(guò)將風(fēng)光電轉化為氫氣，不僅可解決棄電問(wèn)題，還能反過(guò)來(lái)利用氫氣再發(fā)電增強電網(wǎng)的協(xié)調性和可靠性。
日本東北電力公司和東芝公司合作，從 2016 年 3 月份開(kāi)始實(shí)驗利用太陽(yáng)能電解水制氫，再由獲得的氫進(jìn)行發(fā)電。實(shí)驗設備由約 50kW 的太陽(yáng)能發(fā)電設備、約 60kW 的蓄電池、約 5Nm3/h 的水電解制氫裝置、約 200Nm3 的氫吸附合金式儲氫罐和 10kW 的燃料電池構成。
豐田提出了從生物和農業(yè)廢料中制氫的技術(shù)路線(xiàn)。豐田將在美國長(cháng)灘港建造兆瓦級可再生能源加氫站“Tri-Gen”，該設施從生物和農業(yè)廢料中制氫，可提供約 2350kW 的電力和每天1200kg 氫氣，可滿(mǎn)足 2350 個(gè)家庭和 1500 輛燃料電池汽車(chē)的日常使用。
德國推出的 power to gas 項目即收集用電低谷時(shí)可再生能源的剩余電力通過(guò)電解水的方式制造氫氣，再將生成的氫氣注入當地的天然氣管道中進(jìn)行能源的儲存。隨著(zhù)此類(lèi)項目的增多，電網(wǎng)的協(xié)同效應逐步得到驗證。
二、儲氫：液氫儲運或將成為發(fā)展重點(diǎn)
氫能的存儲是氫能應用的主要瓶頸之一。據統計，美國能源部所有氫能研究經(jīng)費中有用于研究氫氣的儲存。氫能工業(yè)對儲氫的要求總的來(lái)說(shuō)是儲氫系統要安全、容量大、成本低、使用方便。從目前主要儲氫材料與技術(shù)來(lái)看，有高壓儲氫、液體儲氫、金屬氫化物儲氫、有機氫化物儲氫及管道運輸氫等。
現階段液氫儲運逐漸成為研發(fā)重點(diǎn)，日、美、德等國已將液氫的運輸成本降低到高壓氫氣的八分之一左右。日本已經(jīng)將液氫供應鏈體系的發(fā)展作為解決大規模氫能應用的前提條件，基本思路是以澳大利亞的褐煤為原料生產(chǎn)氫氣，再通過(guò)碳捕捉實(shí)現去碳化，然后通過(guò)船舶運回日本使用。為了支撐液氫供應鏈體系的發(fā)展，解決液氫儲運方面的關(guān)鍵性技術(shù)難題，企業(yè)積極地投入研發(fā)，推出的產(chǎn)品大多已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際檢驗階段，如巖谷產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)的大型液氫儲運罐，通過(guò)真空排氣設計保證了儲運罐高強度的同時(shí)實(shí)現了高阻熱性。
目前，液氫加氫站開(kāi)始亮相國際舞臺，已遍布日本、美國及法國市場(chǎng)，目前全球近 400 座加氫站中，有三分之一以上為液氫加氫站。在日本，巖谷產(chǎn)業(yè)公司已經(jīng)成功建立了 16 座液氫加氫站，美國液氫加氫站的建設企業(yè)以Plug power、Air product 公司為主，法國市場(chǎng)的液氫加氫站建設企業(yè)主要是林德公司。我國的液氫工廠(chǎng)還處在為航天火箭發(fā)射服務(wù)的階段，受法規所限，還無(wú)法應用于民用領(lǐng)域。
三、加氫：加氫站建設速度加快 混合站日益增多
加氫站作為燃料電池汽車(chē)的配套基礎設施，隨著(zhù)燃料電池車(chē)輛的推廣應用，其建設與推廣也受到了重視。據 H2stations.org 統計，2016 年全球新增 92 座加氫站，其中 83 座是對外開(kāi)放的，其余 9 座則專(zhuān)門(mén)為公交車(chē)或車(chē)隊客戶(hù)提供服務(wù)。從地區分布來(lái)看，日本新增 45 座，位列增長(cháng)數量榜首，比 2015 年的 28 座增加了 17 座；北美新增 25 座，其中 20 座位于加利福尼亞州；歐洲新增 22 座，比 2015 年的 19 座增加了 3 座，其中 6 座位于德國，德國公共加氫站總數增至 22 座。另外，德國還有 29 座加氫站正在建設或即將開(kāi)放，超過(guò)美國，后者正在建設的加氫站有24 座。為了適應規?；\營(yíng)的需要，加氫站的日供氫能力逐漸提高。隨著(zhù)氫燃料電池汽車(chē)的推廣，每天可為 30-50 輛客車(chē)或100 輛乘用車(chē)提供加氫服務(wù)的加氫站逐漸出現并成為主流。
加氫站運營(yíng)呈現集成化、模塊化發(fā)展的新趨勢，混合站數量逐漸增長(cháng)?；旌闲问綇莫毩⑹郊託湔?、加油站并設加氫站，發(fā)展到加油站、加氣站、加氫站三站合一，以及與便利店并設、與充電樁并設的加氫站。為燃料電池汽車(chē)的普及提供了更多樣化的基礎設施解決方案。
四、技術(shù)：核心部件成本顯著(zhù)降低 新型催化劑成研發(fā)重點(diǎn)
日本九州大學(xué)研發(fā)出的可以在不同 pH 值環(huán)境下分別氧化氫和一氧化碳的催化劑，該催化劑是含有獨特“蝴蝶”結構的鎳和銥金屬原子的水溶性絡(luò )合物，可以模擬兩種酶的功效，酸性介質(zhì)中的氫化酶（pH 4-7）和堿性介質(zhì)中的一氧化碳脫氫酶（pH 7-10），可以有效避免催化劑中毒并提高氫能的生產(chǎn)效率。
非鉑催化劑的研發(fā)被認為是低成本工業(yè)規模制氫的基礎。賓夕法尼亞大學(xué)和佛羅里達大學(xué)聯(lián)合研發(fā)了非鉑催化劑，即在二硫化鉬中添加石墨烯、鎢合金，可以使電解水反應高效進(jìn)行，與鉑催化劑的作用相同，但成本卻得到了大幅度降低。
降低鉑用量的催化劑技術(shù)也陸續出現突破。查爾斯理工大學(xué)和丹麥科技大學(xué)聯(lián)合研究的納米合金催化劑可以降低約的鉑用量，從一定程度上解決了燃料電池商業(yè)化的瓶頸。
五、應用：家用分布式燃料電池系統發(fā)展迅速
分布式燃料電池系統目前分為重整制氫式燃料電池系統（多以天然氣為原料）以及純氫燃料電池系統。近年來(lái)，前者在歐洲、美國及日本發(fā)展迅猛，尤以日本的普及率最高。截至 2016 年底日本已經(jīng)累計推廣 20 萬(wàn)臺 ，2016 年底的售價(jià)為 127 萬(wàn)日元（約為 7.5 萬(wàn)元人民幣），補貼降低到 15 萬(wàn)日元（約為 8800 元）。政府的目標是到 2030 年累計推廣 530 萬(wàn)臺。
在日本，導入家用燃料電池系統后可將能源利用率提高約95%，并可不受限于天氣情況，穩定地持續發(fā)電。據愛(ài)信精機公司統計，使用家用燃料電池（ENE.FRAM TYPES）后，日本家庭購買(mǎi)電力量下降約80%。
日本市場(chǎng)常見(jiàn)的分布式燃料電池系統廠(chǎng)商主要有松下、東芝、愛(ài)信精機、日立造船、Bloom energy 及京瓷等公司。其中，松下公司已經(jīng)先后推出了五代分布式燃料電池產(chǎn)品，第五代產(chǎn)品耐 久性可以達到 9 萬(wàn)小時(shí)，可以為用戶(hù)提供 12 年的使用壽命。新一代產(chǎn)品不僅通過(guò)減少 Pt 催化劑的用量大幅降低了成本，還提高了應對空氣中雜質(zhì)的技術(shù)，有效提高了耐久性。
在分布式燃料電池的細分領(lǐng)域里，松下公司的產(chǎn)品既涵蓋獨立住宅用產(chǎn)品，也包括樓房式住宅產(chǎn)品。其樓房式住宅用燃料電池已經(jīng)累計銷(xiāo)售 2000 臺，今后的研發(fā)目標是改善電力融通性（指各家各戶(hù)間可以相互電力交易，不通過(guò)電網(wǎng)實(shí)現自由交換）、增加附加值。樓房式住宅用燃料電池兼具抗震、防風(fēng)及防爆特性，可以通過(guò)多種組合設計應對不同樓宇的實(shí)際情況，同時(shí)具有應急電源功能，通過(guò)調節各家庭的電力需求進(jìn)一步提高分布式燃料電池的附加值。
六、產(chǎn)業(yè)：企業(yè)聯(lián)合攻克成本難題
燃料電池汽車(chē)技術(shù)已趨近成熟，但距離商業(yè)化推廣仍然存在一定距離，其中最大的制約因素就是成本問(wèn)題。單靠一家企業(yè)很難快速實(shí)現降成本，企業(yè)間的合作日益增多。
通用和本田 2017 年初宣布投入四千多萬(wàn)美元（約合兩億人民幣）成立合資公司（FCSM），用于建設燃料電池電堆的生產(chǎn)線(xiàn)，對氫燃料電池系統進(jìn)行量產(chǎn)，這是汽車(chē)行業(yè)內首家從事燃料電池系統量產(chǎn)業(yè)務(wù)的合資公司。計劃量產(chǎn)的產(chǎn)品為燃料電池及相關(guān)系統。兩家公司生產(chǎn)出來(lái)的燃料電池不僅用于汽車(chē)，也將嘗試應用于軍事、航空及家用領(lǐng)域。豐田與寶馬也簽署了 FCV 合作協(xié)議。豐田提供燃料電池等技術(shù)，寶馬提供汽車(chē)輕量化等技術(shù)。日產(chǎn)和戴姆勒及福特聯(lián)合開(kāi)發(fā)價(jià)格合理的燃料電池汽車(chē)，共同加快燃料電池汽車(chē)技術(shù)的商業(yè)化。
