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    氢能:新能源的希望之星

    访问: 氢能 来源:环保信息网 2010-10-01收藏本页 信息来至互联网,仅供参考
     

                                            清华大学研制的氢燃料电池城市客车。

        北京西北角,中关村科技园区永丰高新技术产业基地,我国第一座以促进氢能综合利用、氢能教育及科普、氢能研究新成果展示与推广为宗旨的示范园————“北京氢能示范园”正在建设。不久前,该示范园一期工程正式投入使用。专家评价,此举将对推动我国氢能以及氢能汽车技术发展,推动氢能汽车实现产业化,起到积极作用。

        氢能以其清洁、安全、高效的特点受到了越来越多的关注。许多科学家认为,氢能在本世纪有可能成为世界新能源舞台上一颗举足轻重的“希望之星”。正是看好了氢能的“明星”潜质,世界各国纷纷加大科研力量和资金投入,对氢能的开发和利用展开研究。

        高效清洁的新能源

        氢能是一种高效清洁的二次能源,具有许多独特的优点:首先,氢能来源广泛,可以从化石能、核能、可再生能源中制取,有利于摆脱对石油的依赖;其次,氢能作为燃料,能在传统的燃烧设备中进行能量转化,与现有能源系统易兼容;第三,氢能通过燃料电池技术转化能量,比利用热机转化效率更高,而且没有环境污染;另外,氢能能够储存,可以与电力并重而且互补。

        利用氢能已不是什么新鲜事儿。在我国航空航天领域,“两弹一星”中的液氢液氧研究都是对氢能的利用,不过,这属于高技术领域,离我们的生活还有点儿远。在民用工业领域,燃料电池技术作为氢能的理想转化装置,近年来发展迅速。

        氢能燃料电池的原理是使用氢气作为活性物质,与氧气(或空气中的氧)发生电化学反应,在清洁的状态下获得直流电能的发电装置。

        清华大学汽车安全与节能国家重点实验室的王贺武博士告诉记者,目前,燃料电池是氢能利用最好的技术,具有无污染、高效率、适用广、无噪声、能连续工作和积木化组装等优点。使用氢能燃料电池的汽车排放出的是水,可真正实现零排放。

        不过,氢能能否真正被广泛应用,氢气的制取、储存和输送等技术研发,显得尤为重要。目前,氢气制取消耗一次能源造成成本过高,而氢气的储存和输送还没有好的办法,利用金属氢化物储氢率太低,高压罐储氢耗能又太高。

        因此,有关专家认为,要顺利推进氢能和燃料电池的产业化,从氢能的生产、储存、运输到相关基础设施与产业体系以及标准的建立,都要经过长期、艰苦的科技攻关。  

        世界各国加大投入

        世界各国对氢能研究开发的升温,开始于20世纪90年代燃料电池技术的快速发展。目前,美国、欧盟、日本等都从可持续发展和能源安全的战略高度,在国家能源战略层面上制订了氢能发展的路线图,并不断加大对氢能和燃料电池技术研发的投入。

        据王贺武介绍,2002年,美国能源部就提出了《向氢经济过渡的2030年远景展望报告》。目前,美国能源部正在实施“自由汽车计划”和“氢燃料导入计划”,以支持氢能和燃料电池及燃料电池汽车研发与示范。从2003年起开始实施的“自由汽车计划”,预计5年内投入12亿美元。2005年8月,美国国会通过了新的能源法案,氢能被列入“主流能源”选择之一,并将到2020年时投入37亿美元用于氢能的研发、示范和税收优惠

        在氢能和燃料电池研发上,欧盟也不断加大投入。欧盟在2003年制订发布了《欧盟氢能路线图》,计划在未来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,并创立欧洲氢燃料电池合作组织,实施了“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。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。

        对新能源开发从不落后的日本,从1993年起就开始实施“世界能源网络”计划,深入研究氢能及其基础设施技术,希望到2020年逐步推广氢能。2004年,日本在《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。据了解,近5年来,日本产业经济省平均每年投入约2.7亿美元用于燃料电池相关项目研究。目前,日本正通过开展燃料电池汽车的标准、规范、法规、认证制订工作,扎实推进其产业化。

        另外,加拿大和巴西也都希望利用廉价水电推广氢能;人口仅28万的冰岛早在1999年就提出,到2030年让全部机动车和渔船使用氢燃料电池,此外冰岛还成立了由汽车制造商和电力公司组成的新能源联盟,他们计划在冰岛国内建立完全使用氢燃料的系统,并能够出口氢燃料。

        我国着力自主研发

        近年来,我国也对氢能和燃料电池技术研究给予了稳定的支持。国家“863”计划设立了氢能技术和系统技术开发课题,“973”计划设立了氢能基础研究项目。科技部从2001年开始组织实施以燃料电池汽车研发为重要内容的“电动汽车重大科技专项”,作为“十五”的12个国家重大科技专项之一,国家投入近9亿元。

        通过科学家们的努力攻关,我国氢能和燃料电池技术正在不断发展。继德国、美国、日本之后,我国自主开发出燃料电池系统及燃料电池轿车和城市客车,其关键技术指标与国际先进水平相当。王贺武表示,在科技部“电动汽车重大科技专项”和氢能源燃料电池领域项目支持下,清华大学汽车安全与节能国家实验室已经自主研发了5辆燃料电池城市客车,它们的关键技术指标优于国际主流车型,而造价只有国外平均水平的1/4,累计运行里程已超过5万公里,引起了国内外的广泛关注。他说:“这5辆采用氢能燃料电池的公共汽车,有望为2008年北京奥运会服务。”以研发燃料电池轿车为主的上海同济大学,自主研发出的“超越3号”燃料电池轿车去年6月在第8届必比登清洁能源汽车挑战赛上取得了优异成绩。

        在加紧氢能和燃料电池自主研发的同时,我国还积极参与国际合作。2003年11月,包括我国在内的15个国家和欧盟共同发起“氢能经济国际合作伙伴”计划,以协调和促进世界各国在氢能和燃料电池方面的研发工作。另外,在联合国发展计划署和全球环境基金的资助下,科技部、北京市和上海市政府联合实施“中国燃料电池公共汽车商业化示范项目”,采用全球招标方式购买了3辆燃料电池公共汽车,目前已在北京试运行。

        王贺武认为,目前,我国在氢能和燃料电池技术领域取得了一系列成果,研发水平排在第一梯队,仅次于日本、美国、加拿大、德国。但是,我国氢能研究起步较晚,在基础研究、仪器设施、应用体系、开发路线、研发经费等许多方面与这些国家还有较大差距。因此专家建议,应加大投入、加强基础研究、加快突破核心技术,以使我国氢能和燃料电池研究在世界竞争中处于有利地位。

     


        在东京国际氢燃料电池展览会上,氢燃料电池汽车成为展会亮点。 


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