书城教材教辅新知识图书馆:能源新希望-氢能
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第18章 氢能的未来

目前,世界上一次性能源中有40%都来源于石油。而据科学预测,到21世纪中期,人类就将面临严重的石油危机。面对这种情况,我们都会思考一个问题,即用完了石油和煤,接下来我们应该烧什么?这不但是老百姓关心的问题,更是科学家们普遍关注的一个大问题。

19世纪以前,世界的科学技术水平都很落后,这一时期可以说是石油和煤的固体燃料时代。进入20世纪后,科学技术迅猛发展。一方面,科学技术的发展使得地下挖掘技术发达起来,煤和石油更容易开采了,尤其是大型油井的挖掘技术十分成熟;另一方面,新的交通工具和大型工厂的出现,使得人类对石油的需求量也增多起来。这两方面相辅相成,相互促进,使得人类对石油的开采量越来越大,石油的产量越来越高,此时人类进入了液体燃料时代。然而,煤和石油都必须在地下经历亿万年的积累才能获得,而且必将有消耗殆尽的时候。因此,有科学家指出,21世纪将是燃气时代,也就是天然气的燃气时代。21世纪前半期,人类将以天然气为主要能源。一方面,天然气资源暂时还比较丰富;另一方面,天然气也比煤和石油环保。天然气是最干净的化石燃料,对同一发热体,二氧化碳的排出量仅为石油的70%,而且其储藏量也相当大。纵然天然气有诸如此类的优点,但是与氢气相比,天然气的环保效果就逊色得多了。纯净的氢气不仅发热量高、集中,而且不会产生有毒废气,不产生导致温室效应的二氧化碳,燃烧后对环境更是没有任何的污染。此外,氢气是可再生的燃气资源,来源广泛,它可以通过分解水来获得,它的产物又是水,并且应用范围广。所以,氢能是人类永恒的能源。

因此,随着环保意识的增强,化石资源的枯竭以及氢能制备与储存技术研究的不断进步,燃料电池技术即将进入大规模产业化阶段。

当然,要实现氢能广泛替代传统的液体、气体燃料,使燃料电池推动的车辆进入千家万户,还有很长的路程要走。实现“氢—电”系统的产业化需要解决其经济竞争力相关的一系列问题:如大幅度降低制氢和储氢的费用、降低燃料电池的造价等。另外,需要建立遍及千家万户的加氢站及配送系统,即供氢的基础设施。这绝不是一朝一夕就能够完成的。目前,全球的加氢站大约有10个,与加油站相比,只是沧海一粟。但是,随着科学技术的进步,氢能经济会日益壮大。据专家预测,2011年燃料电池的市场为300亿美元左右,制氢的费用也将逐年下降。从长远看,氢—核电系统必将有广阔的应用前景。有关专家估计,从2020年开始,将在天然气中加入15%的氢,到21世纪后期,人类将慢慢过渡到使用纯净氢气的时代。我们对“氢能时代”的到来充满信心。

氢能是一种极为优越的新能源,在21世纪的世界能源舞台上,氢能必将发挥着举足轻重的作用。它就是能源市场上的那一缕缕阳光,将照亮世间的每一个角落,温暖我们每个人的生活。我们充满信心,我们拭目以待,未来的氢能市场定会绚丽多彩,光芒四射,让我们一起期待并领略氢能的无限魅力。

知识点

什么是化石燃料

化石燃料亦称矿石燃料,是一种碳氢化合物或其衍生物,包括煤炭、石油和天然气等。化石燃料的运用能使工业大规模发展,而替代水车。当发电的时候,在燃烧化石燃料的过程中会产生能量,从而推动涡轮机产生动力。旧式的发电机是使用蒸汽来推动涡轮机的。现时,很多发电站都已采用燃气涡轮引擎,那是利用燃气直接来推动涡轮机的。

氢能的应用

氢能的巨大优势和美好前景吸引着人类对它的关注,世界各国都加紧了对氢能的开发和利用,一时间出现了“百舸争流”的局面,一项项发明成果被应用到现代工业、军事、民用领域。在对重量十分敏感的航天、航空领域,氢能显示了巨大的优势;在汽车工业领域,氢能已经初露锋芒。此外,在发电、便携式电子产品方面,氢能必将给人类带来极大的便利。