以前、科技研究者只著眼于單個環(huán)節(jié)的。

如提高光伏發(fā)電效率、提高汽油發(fā)動機熱效率。未曾將從太陽能到有用功當成一個系統(tǒng)研究。

晶硅、薄膜、鈣鈦礦結構等等光伏技術，聚光光熱技術、鋰電池、鋰硫固態(tài)、氟陰離子、氫氧燃料等電池技術和新能源汽車。

研究者投入了巨大成本、大量的人力物力精力。即便超越固態(tài)電池的寧德時代凝聚態(tài)電池出現(xiàn)了。高達0.5WH/KG的能量密度。

但是、研究人員未曾認識到一個可怕的事實，

不管他們多么努力，方向選擇錯了。研究出來的技術都是曇花一現(xiàn)。

如何才能找對技術方向呢。

以氫能源為例。未來能源？你有沒有搞錯！

氫能作為二次能源載體，被人誤認為是未來的最佳能源。

這種錯誤的想法源自兩個事實，

一個是氫能量密度高達143MJ/KG，另外一個氫的燃料電池理論效率高達80%。

論據(jù)是正確的，結論卻錯了。

氫氣作為車載能源，將儲罐+氫氣作為整體，其能量密度遠低于汽油、甲醇。氫燃料電池系統(tǒng)的整體STS效率也不高。

所以氫能毫無競爭力，也不會是車載能源技術方向，更加不會是大規(guī)模儲能的方向。

詳見如下分析。

1.1 常見能源載體的能量密度。

我們先看看常見的氫氣儲存技術。

A. 高壓儲氫：氫質(zhì)量含量1~5.8wt%，壓力為35/45/70/90MPa，目前已經(jīng)商業(yè)化。對于氫能汽車中的高壓儲罐，一般有35Mpa和70Mpa兩種，儲氫重量密度達到了5.7wt%。

B. 液化儲氫：氫質(zhì)量含量>5wt%，將純氫冷卻至-253℃儲存，超低溫消耗能量大，成本高，多用于航天、軍工領域。

C. 固態(tài)吸附儲氫：氫質(zhì)量含量5.3～9wt%，以碳材料為主進行物理儲氫，環(huán)境為77k、4MPa。

D. 液態(tài)有機化合物儲氫：氫質(zhì)量含量6～8wt%，常溫常壓，儲氫容量大。

E. 金屬氫化物儲氫：氫質(zhì)量含量1.4～3.6wt%，常溫常壓，安全性好。

F. 自然儲氫：包括水儲氫、甲醇儲氫等。其中，水儲氫為11.1wt%，常溫常壓，以電解水制氫為主。甲醇儲氫的氫質(zhì)量含量為12.5wt%，常溫常壓，能量密度高，低成本，大規(guī)模甲醇制氫技術早已實現(xiàn)商業(yè)化，微型化甲醇制氫技術已實現(xiàn)突破，商業(yè)化價值極高。

六種儲氫技術實現(xiàn)中，甲醇的儲氫質(zhì)量占比百分數(shù)最高達12.5%，甲醇的能量密度是20MJ/KG,熱重整后得到氫能有損失，但也是氫能達到的最大能量密度。

而且甲醇儲能成本最低，常溫常壓下可以存儲數(shù)年。甲醇還是液態(tài)陽光，可以作為二次能源大規(guī)模儲能。

顯然，氫，作為能源載體。考慮儲罐后，其整體能量密度不及汽油一半，也低于甲醇。此外，還要考慮氫能冷卻壓縮灌裝造成的能量損失。單質(zhì)氫氣的極度危險性。

那么氫氧燃料電池的能量轉換效率高呢？電池發(fā)電環(huán)節(jié)，氫能效率高，并不能彌補整體系統(tǒng)的能量效率。

借助“油井-車輪”（WTW）效率理念。本文提出“STS”即solar to service。

即將太陽能轉換為服務人們生產(chǎn)生活的有用功。

STS的效率中，氫能因為經(jīng)過了太陽能發(fā)電、電解水、燃料電池轉換電能，這個中間多了一個氫形態(tài)的變換環(huán)節(jié)。其STS效率也低于光伏、更低于太陽能生產(chǎn)甲醇，甲醇直燃、內(nèi)燃、重整制氫的效率。

2 什么才是未來的能源？

在所有非直接利用太陽能利用方式中太陽能光伏、光熱的效率最高。

電能、熱能都是服務人們生產(chǎn)生活的有效形式。

優(yōu)先使用光伏、風電等能源。

2.1 太陽能可再生燃料利用系統(tǒng)

圖 1 太陽能可再生燃料利用系統(tǒng)圖示