笔者今年1月14日《氢能是确保我国长期发展的最可依赖能源》一文引发了网友的广泛讨论。值第二届国际氢能论坛于5月25日在北京举行之际,笔者想再次与广大读者讨论一下氢能的可依赖性。
氢能是高效清洁的合能体能源
能源可以分为两大类,一次能源和二次能源。一次能源是指以自然形态存在的能源,包括风能、水能、太阳能、地热能和核能等。二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源,包括电能、汽油、柴油、液化石油气,氢能等。二次能源又可以分为“过程性能源”和“合能体能源”,电能就是应用最广的过程性能源,而汽油和柴油是目前应用最广的合能体能源。
氢元素周期表代号H,元素周期表序号1,英文Hydrogen,原子量1.0079,熔点-259.14度,沸点-252.87度。氢是重量最轻,导热性及燃烧性最好,燃烧最清洁的元素。氢能是人类能够从自然界获取的储量最丰富且高效的合能体能源。
氢能各项性能表现卓越,氢燃料电池将结束内燃机时代
目前对氢能的应用主要是通过氢燃料电池来实现的。氢燃料电池的工作方式从本质上不同于内燃机,氢燃料电池通过化学反应产生电能来推动汽车而内燃机车则是通过燃烧产生热能来推动汽车。由于燃料电池汽车工作过程不涉及燃烧因此无机械损耗及腐蚀,氢燃料电池所产生的电能可以直接被用在推动汽车的四轮上从而省略了机械传动装置,研究表明氢燃料电池的产能效率是内燃机的四倍以上,根据权威机构研究表明汽油能量从油箱转换到车轮的过程由于燃烧,散热,机械磨损等原因最后传输到车轮的推进能量不到五分之一,而氢燃料电池汽车用能效率却能达到五分之三以上,换句话说如果用同现在汽车的储油箱储藏同样体积的氢能的话可以行驶目前汽车三倍以上的距离而不用加氢。令人兴奋的是通过计算机控制还可以对四轮实现智能化,原先不可想象的横向泊车,原地90到180度转向,通过对四轮施加不同速度来防滑等特殊性能均由于机械传动装置的省略而变得轻而易举。还有氢能的安全存储性也大大高于燃油,由于氢是质量最轻的元素,即使泄漏燃烧也只会向上蒸发不会像汽油一样附着于人体或车辆长时间燃烧,氢能的安全系数大大高于燃油。还有氢燃料电池汽车的尾气排放物是水,对空气和环境的污染为零。这就难怪各发达国家的有识之士都已强烈意识到氢燃料电池将结束内燃机时代这一必然趋势,已经开发研制成功氢燃料电池汽车的汽车厂商包括通用、福特、丰田、奔驰、宝马、克莱斯勒等大公司。
氢经济正悄然加速,各国紧锣密鼓加大投资
随着氢能不断被媒体关注和曝光,氢经济一词(HydrogenEconomy)也逐渐被政治家和战略家们提出。正如全球对石油高度依赖导致了石油经济一样,氢能的广泛应用将影响到每个人生活的方方面面,进而成为主导经济的主要因素和工业的血液。由于氢能技术特别是氢燃料电池技术不但可以驱动汽车,船只和飞机,还可以为手机,电脑,工厂及家庭提供稳定高效无污染电源,实际上氢经济比石油经济的影响还要广大和深远。
氢能是取之不尽用之不竭的高密度能源,氢可以从很多种渠道获得,包括原油,天然气,沼汽,农作物秸秆和有机废水,而氢的最大来源是水,氢燃料电池产生的排出物也是水,江河湖海就是最大的氢矿,氢能源的可再生性为人类提供了取之不尽用之不竭的完美能源。氢经济对人类社会的深远影响将不亚于电或者汽车的发明与应用。目前除了汽车厂商在大力开发氢燃料电池汽车以外,各大石油及电气公司也斥巨资加大对氢能的研发,包括克莱斯勒、宝马、通用电气、英国石油等超级跨国集团均是此次北京氢能论坛的赞助商。美国总统布什及英国首相布莱尔均已经公开表示支持氢能研究与开发,并积极为氢能研发在国会和工商界募集资金。日本和欧盟也不甘落后纷纷加大投资。
能源战略是各国战略之战略
日本的石油自给目前为止不到0.5%,而欧盟也不到30%,日本与欧盟的石油战略储备只有90到120天左右。日本强烈意识到自己对中东石油的严重依赖正在积极推进其“黑金”战略,次战略包括向俄罗斯和伊朗提供大量援助以换取油田开采权等。早在上世纪80年代美国在能源战略上就做过重大调整,美国采取不惜重金从中东每年大量进口石油的政策而对阿拉斯加和美国中南部的大油田不予开发,虽然这一政策导致不少中小石油公司的破产但是保证了未来美国在与外界完全隔绝的情况下仍然有至少二十年的石油储备,再加上一个强大的海军对中东石油海上运输线的保护,美国的能源战略可以说是高枕无忧。而俄罗斯有广大的西伯利亚油田尚待开发,俄罗斯能源自给也是毫无疑义。回顾二次世界大战不少美国历史学家指出,在二战中后期美苏两国在原油产量,钢铁产量和人口上同德日相比均占绝对优势,美苏获得二战胜利的根本原因是两国的能源和资源的根本战略优势。
率先全面启动氢经济是我国取得长期战略优势的关键
随着我国经济持续高速增长,我国人民生活不断向小康迈进并且我国国际地位不断提高。可是能源危机问题也因经济高速发展而造成的对能源的巨大需求而逐渐成为遏制我国长期发展的战略瓶颈。相比美俄,我国目前能源战略优势明显不足,抢先进入氢经济是我国摆脱百年来科技和战略落后的最佳切入点。
目前我国工业企业包括汽车工业在研发实力和资金上距美日欧还有一定差距,在氢能开发和燃料电池技术上我国还处于落后状态。我国在氢能开发研究上已经投入大量资金和人力,可是能源战略事关重大,我国中央政府可以考虑利用我国特有的中央调控和执行性强的优势,把氢能的开发和推动氢经济列为国家发展战略并展开求真务实的氢经济大跃进。率先成功启动氢经济是我国逐渐摆脱对海上石油供给线的依赖,摆脱潜在的海上封锁,成功取得台海乃至全球长期战略优势的关键。来源:人民网
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