1.7 氢能经济竞争发展态势
氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，人类对氢能应用自200年前就产生了兴趣，20世纪70年代以来，世界上许多国家和地区广泛开展了氢能研究。早在1970年，美国通用汽车公司的技术研究中心就提出了“氢经济”的概念。1976年，美国斯坦福研究院就开展了氢经济的可行性研究。20世纪90年代中期以来，多种因素的汇合增加了氢经济的吸引力。这些因素包括持久的城市空气污染、对较低或零废气排放的交通工具的需求、减少对外国石油进口的需要、CO2排放和全球气候变化、储存可再生电能供应的需求等。氢能作为一种高效、清洁、可持续的“无碳”能源，已得到世界各国的普遍关注，各国政府都高度重视氢能的发展，将其视为“21世纪的绿色能源和战略能源”。世界上许多国家和相关国际组织都对氢能研发和实现向氢经济（hydrogen economics）的转型给予了很大重视，进行了大量的宏观战略研究。到目前为止，很多国家都走过了“氢能愿景共识，氢能战略制定，氢能行动实施”三大步骤，都在国家层面上制定了长期研发计划。美、欧、日等发达国家和地区都从国家可持续发展和安全战略的高度，纷纷投入巨资进行氢能相关技术研发，制定了相应的发展战略和计划，并指导和推进相关领域的发展，以期在未来氢经济社会占据主动权。
美国早在1990年就通过了《Spark M.Matsunaga氢能研究与发展、示范法案》。该法案指导美国能源部启动了一系列氢能研究项目，并促成了氢技术顾问团（HTAP）的成立。1992年通过的能源政策法案特别强调了氢能的发展。1996年美国国会又通过了《氢能前景法案》，决定在1996～2001年间再花费16450万美元，用于氢的生产、储运和应用的研究、开发与展示。美国能源部（DOE）启动了一系列氢能研究项目。2001年11月，美国发布了《美国向氢经济转型的前景：2030年及其以后的展望》，它标志着美国“政、产、学、研”各界对于发展氢能基本达成共识，从而转入制定国家氢能战略阶段。2002年4月，美国完成战略研究并发布了《国家氢能路线图》，路线图规定了从2000年开始，美国国家氢能发展的4个阶段（每10年实现一个阶段）：技术、政策和市场开发阶段；向市场过渡阶段；市场和基础设施扩张阶段；走进氢经济时代。2040年全面实现氢经济。此后，开始制定和整合国家氢能研究开发行动计划。2003年，时任美国总统的布什在国情咨文中正式提出总统氢燃料倡议（President's Hydrogen Fuel Initiative），宣布在未来5年投资17亿美元实施氢能相关计划（Freedom CAR and FuelInitiative），其中，12亿美元用于燃料电池车辆开发，5亿美元用于氢燃料开发。此后，能源部科学办公室召开“氢生产、储存和利用的基础能源科学讨论会”，2004年2月出版了《氢经济基础研究的需求》报告。2004年2月，美国能源部出台了《氢态势计划：综合研究、开发和示范计划》。该计划阐述了美国能源安全所面临的挑战及发展氢经济的必要性和紧迫性，制定了美国发展氢经济必须经历技术研发与示范（2000～2015年）、前期市场渗透（2010～2025年）、基础设施建设与投资（2015～2035年）、氢经济实现（2025～2040年）四个相互重叠、关联的阶段，确定了在发展氢经济的初始阶段的技术研究、开发与示范的具体内容和目标，以及相关的后续行动等。该计划明确提出美国将于2040年实现向氢经济的过渡。2005年，美国出台了《能源政策法》，将发展氢能和燃料电池技术的有关项目及其财政经费授权额度明确写入法律中。该法案将原Freedom CAR计划的5年预算17亿美元增加到38.7亿美元。迄今为止，美国形成了较完整的推进氢能发展的国家法律、政策和科研计划体系，以引导能源体系向氢经济过渡。2006年，美国能源部制定了《氢立场计划》，它的颁布是美国国家氢能计划逐步走向深化的重要标志。之所以这么说，是因为它涉及美国国家氢能计划发展过程中的一系列潜在问题，如商业化问题、各参与方的角色扮演问题等。此外，面对氢能研发所需资金较多、商业化遭遇困境、政府拟消减预算等困难，美国各界不断向政府、国会呼吁，推动国家氢能计划不断推进。如2009年，美国奥巴马政府曾预把“氢能和燃料电池研发项目”的资金消减一半以上，这一措施引发了社会各界广泛关注，美国氢能协会、燃料电池协会及相关团体密切配合，最终取得国会支持，获得1.74亿美元的政府支持资金。2011年，奥巴马政府发布“氢能和燃料电池研发项目”，要求继续支持氢能研发。2012年，美国总统奥巴马向国会提交2013年度政府预算案，其中用于氢能等清洁能源的研发资金高达63亿美元。可见，美国政府高度重视氢能的重要性，投入巨资进行氢能研发工作。美国总统布什曾经说过：“氢燃料电池是当今时代最富创新性和最值得鼓励的技术”，“利用氢能技术一个最大的成果当然是美国的能源独立，这也是一个经济安全问题”。
欧盟将氢能作为其优先研究和发展的领域，2002年10月，欧洲委员会宣布欧洲将逐步摆脱对化石燃料的依赖，转向一个利用可再生能源的未来，计划成为21世纪第一个完全以氢为基础的超级国家联合体。欧盟在其第五框架计划就启动了“欧洲清洁城市交通项目”（CUTE）。在其第六框架计划已批准的氢能和燃料电池研究项目达30项。欧盟目前正在启动第七框架计划（2007～2011年）中的氢能和燃料电池研究项目，比第六框架计划多达50多项。欧盟于2002年10月成立氢能和燃料电池技术高层小组开展欧洲氢能愿景研究。欧盟在制定发布的2003年《欧盟氢能路线图》，计划未来5年内投入20亿欧元，用于氢能、燃料电池及燃料电池汽车的研发示范，并成立欧洲氢燃料电池合作组织，实施“欧洲清洁城市交通项目计划”，在阿姆斯特丹、巴塞罗那、汉堡、斯图加特、伦敦、卢森堡、马德里、斯德哥尔摩、波尔图等9个城市各安排3辆燃料电池公共汽车试用。2003年6月提出《氢能和燃料电池技术——我们未来的愿景》报告，阐述了欧洲面临的能源挑战及发展氢能的原因，明确提出欧洲将于2050年过渡到氢经济，制定了欧洲实现向氢经济过渡的近期（2000～2010年）、中期（2010～2020年）和长期（2020～2050年）三个阶段及其主要的研发和示范行动计划路线图，并提出了相关对策建议。2003年6月，时任欧盟主席的普罗迪宣布：“我们的目标是到21世纪中叶，逐步转到一个基于可再生能源的，完全集成的氢经济”。2004年1月，欧盟正式实施氢能和燃料电池技术平台计划，成为欧盟国家发展氢能技术的最重要的研究框架。2005年，欧盟氢能和燃料电池技术平台指导理事会提出欧洲氢能发展《战略展望》。2007年1月，欧盟委员会在新能源政策中的战略能源计划中提出增加50%的能源科研经费，以发展低碳、高效的能源体系。欧盟在其第六框架计划（2003～2006年）对氢能技术和燃料电池技术支持经费1.257亿欧元和1.539亿欧元的基础上，2007年3月又发布了计划在2007～2015年投入74亿欧元的氢能和燃料电池技术研究实施计划（Implementation Plan Status 2006）。2007年5月，欧洲议会主席发布了欧盟“关于通过地区、城市、中小企业和公民社会组织之间的合作建立欧洲绿色氢能经济和第三次工业革命的书面声明”，提出到2025年要形成不同应用领域（便携式、固定式、交通等）的氢燃料电池技术，并在所有欧盟成员国建立一个分布式氢能基础设施体系。目前，欧盟正在启动有关氢能和燃料电池汽车技术研究的“框架七”计划。欧盟下属各成员国，也相继制定了各国的氢能研发计划。
对新能源开发从不落后的日本，基于自身能源短缺、对外依存度高的国情，将氢能开发利用确立为本国未来最重要的战略性产业之一。从1993年就开始实施“世界能源网络”计划，深入开展氢能及其基础设施技术，希望到2020年逐步推广氢能。2002年，时任日本首相在施政演说中提出将燃料电池作为汽车动力和家庭电源，要求有关省厅率先购进燃料电池车。2004年，日本在国家《新产业创新战略》中将燃料电池列为国家重点推进的七大新兴战略产业之首，从国家层面上着力推进。日本政府支持燃料电池相关技术开发的经费逐年增加，仅经济产业省2002年财政年度为230亿日元（约合2.1亿美元），2003年财政年度为325亿日元（约合3亿美元），2004年和2005年财政年度为662亿日元（约合6亿美元），2006年财政年度为340亿日元（约合3亿美元）。氢燃料电池是当前日本氢能的主要发展方向，日本政府为促进氢能实用化和普及，进一步完善了汽车容量供给制，全国各地相继建立了许多加氢站，计划到2030年将加氢汽车发展到1500万辆。目前，日本正通过开展燃料汽车的标准、规范、法规、认证制定工作，扎实推进其产业化。迄今为止，日本燃料电池技术开发以及氢的制造、运输、储存技术已基本成熟。此外，芬兰、墨西哥、加拿大、韩国等国也都有氢能研发计划。
我国对氢能的研究与发展可以追溯到20世纪60年代初，我国科学家为发展国家航天事业，对作为火箭燃料的液氢的生产、H2/O2燃料电池的研制与开发进行了大量卓有成效的工作，20世纪70年代，将氢作为能源载体和新能源系统进行开发。2l世纪以来，我国政府多次将氢能列入能源发展规划，以达到加速我国氢能发展进程，促进氢能商业化的目标。2003年11月，我国加入了“氢能经济国际合作伙伴”（IPHE），成为其首批成员国之一。2006年2月，国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》将“低能耗与新能源汽车”和“氢能及燃料电池技术”分别列入优先主题和前沿技术。在国家《节能中长期专项规划》及相应的十大重点节能工程中，强调要大力发展氢燃料电池汽车等清洁汽车。国家发展和改革委员会与科学技术部共同向社会公布的《中国节能技术政策大纲》中同样也强调要“研究电动汽车等新型动力”。“九五”和“十五”期间，国家都把燃料电池汽车及相关技术研究列入科技计划，国家“863”计划和“973”计划都设立了许多与此相关的科研课题。“十五”国家重大科技专项之一的“电动汽车专项”将燃料电池汽车列为重要内容，国家投入近9亿元。“十一五”期间，国家继续支持“节能与新能源汽车”，包括燃料电池汽车的研究。
在国家科技部和各部委基金项目的支持下，我国已初步形成了一支以高等院校、中科院、能源公司、燃料电池公司、汽车制造企业等为主的从事氢能与燃料电池研究、开发与利用的专业队伍，研发领域涉及氢经济相关技术的基础研究、技术开发和示范试验等方面。特别是科技部资助的两项国家“973”项目“氢能规模制备、储运及相关燃料电池的基础研究”（2000年）和“利用太阳能规模制氢的基础研究”（2003年）参与单位众多，影响较大。
多年来，我国氢能领域的专家和科学工作者在制氢、储氢和氢能利用等方面，进行了开创性的工作，在氢能领域取得诸多成果，拥有一批该领域的知识产权，其中，有些研究已达到国际先进水平。例如，通过实施“863”计划，我国自主开发了大功率氢燃料电池，并成功商业化，开始应用于汽车车用发动机和移动发电站。但是，从总体上看，我国与日本等发达国家相比，无论在组织领导、政策扶持方面，还是在技术能力、基础设施等方面仍有较大差距。因此，我国应紧紧抓住能源结构调整的重要战略机遇期，借鉴美、日、欧等发达国家和地区的先进经验，发挥氢能在能源革命的作用。