淺談氫能源與氫經濟

　　劉坤 李永峰（東北林業大學 林學院，哈爾濱 150040）

　　【《中國新能源》雜志】摘 要:常規能源儲量不足，而且其使用帶來諸多環境問題，對人類社會的可持續發展產生了巨大的威脅，人類解決該問題的途徑就是開發利用可再生能源。氫能源具有清潔、可再生的特點，同時用途也非常廣泛。本文介紹了傳統能源和可再生能源的現狀，詳細論述了氫能源的生產方法，貯存、運輸、用途及氫經濟發展的瓶頸，同時對我國發展氫經濟提出初步設想與建議。指出氫能源的優越性及對社會發展的重要意義。

　　一．化石燃料的現狀

　　工業革命以來，化石能源的大量使用促進了人類經濟社會的快速發展。 但化石能源消耗導致了全球溫室氣體的大量增加，人類全球溫室氣體排放中的55%是由于化石能源消耗產生的[1]，從而帶了嚴重的環境問題。與此同時，煤、石油、天然氣等化石燃料儲量不足, 據統計，每隔10年世界各國的能耗增長1倍以上。目前世界能源結為:石油占44%，煤占30%，天然氣占18%。石油、煤、天氣在使用的能源中占了92%，現在已經出現石油短缺問題。煤蘊藏量雖是石油、天氣的數倍，但也只能供開采230年左右。基于此，人類必須開發清潔的可再生能源。

　　二．可再生資源的發展現狀

　　2000年, 聯合國開發計劃署( UNDP) 、世界能源委員會( WEC) 編著的“世界能源評估”中將可再生能源分為3大類：大中型水電；傳統生物質能，包括薪柴、秸桿和動物糞便；新可再生能源，包括小水電、太陽能、風能、現代生物質能、海洋能等[2]。

　　目前，已大規模商業化、有全國和全球統計數據的可再生能源主要有：生物質能、水電、太陽能熱利用和光伏發電、風力發電、地熱利用。

世界開發利用量見下表：

 

1980

1990

2000

2003

2005

2005世界之最

一次能源消費量/Mtce

9612.4

11476.1

12942.1

13915.9

15053.0

美國3338.0

可再生能源水電/TW·h

1755.0

2229.6

2763.5

2679.3

3009.2

中國401.0

生物質能/Mtce

1114

1337

1550

1633

1 680*

中國295.6

地熱發電/MW

3887

5832

7974

 

8912

美國2110

風力發電/MW

10

1930

18450

42090

59247

德國18427

光伏電池產量/MW

6.5

46.5

288.0

741.0

1760.0

日本830

資料來源:BP Statistical ReviewofWorld Energy,June2006;IEA,Coal Information 2006;IEA,World EnergyOutlook 2006; 日本《能源學會志》2006,No.8。
注:一次能源消費量不包括非水電可再生能源,*為2004年值
由表1可見, 世界新可再生能源增長率遠遠超過常規能源的增長率。

2.1 生物質能

　　生物質能資源分布廣、可再生、成本低，特別是生物質的生產利用不會增加CO2排放。發展中國家占世界生物質能消費量的82.7%。其主要應用方式：(1)直接燃燒產熱 (2)直接燃燒發電 (3)生產沼氣 (4)制乙醇和生物柴油。

2.2 水電 

　　水電占世界總發電量的比重為16%，近年，許多國家重視發展小水電。在我國，發展小水電是推進農村電氣化的重要途徑。50MW以下的小水電站裝機容量從1996年的19.0GW增至2005年的38.5GW，發電量從61.7TW•h 增至120.9TW•h。

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