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氢气能源开发的未来蓝图

2002年11月23日

美国的先知者兼社会批评家里夫金,提出了三个和人类的大部分问题密切相关的东西:石油、石油,还是石油。里夫金把希望寄托于氢气技术来改变世界。

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汽车工业正在研制氢气推动的车辆图像来源: Volvo Car Corp.

将来,所有人都将拥有足够的能源。而且,它的开发利用方式,当然也是环保式的,不会对生态环境造成负面影响。遗憾的是,这还只是遥远的未来蓝图。最近,第一届德国氢气能源大会在埃森市举行。德国之声记者在会上进行了采访,了解目前氢气能源开发的进展情况。

燃料电池问世

19世纪中期,大约是第一辆自行车成型的时代,英国物理学家格如夫,发明了一种混合氧气和氢气的方法,使得它们的混合气体,不再是具备高度爆炸性的危险气体,而是可以慢慢相互反应,生成电流的一种能源枣燃料电池问世了。今天,人们已经开发出小到火柴盒,大到集装箱的各种规格、类型的燃料电池。

第一届德国氢气能源大会的组织者之一温特教授介绍“燃料电池的应用领域,可以划分为三类。”

可持续使用上百个小时的电池

“一类是用于移动式电子器件的,比如说我们的笔记本电脑,我们的手机,或者是电视记者使用的摄像机等等。在此,燃料电池的用处,主要是取代这些电器上的蓄电池。这些蓄电池一次充电的使用时间,大部分只有两、三个小时。将来取而代之的燃料电池,将可以连续使用上百个小时,当然很棒。这将是燃料电池最先打入的市场。”

单单是功率为几百瓦的燃料电池,就具备很大的市场潜力,比如说小型电动汽车,或者是电动摩托车,因为充斥许多大城市街头的小摩托车,至今普遍使用的还是汽油,它们日复一日所排出的废气,已经令不少大城市几乎窒息,迫使某些市政府不得不下禁令。结果是,电动摩托车的销路大增。活跃于该行业的Fuel Cell Today公司预计今年的营业额将达一百万。所有这些小摩托车,都在等待一个一次行驶距离可观的燃料电池,投入市场。

燃料电池技术的第二步

温特教授介绍说:

“这一类燃料电池,一经生产出来,就可以在市场上找到销路,它们的价格在此并不起关键作用。在其它两个应用领域,也就是大、小轿车,或者是房屋取暖方面,人们就得精打细算了。像德国,独门独户的房子,或者是大部分的楼房,都在自己的地下室里安装着锅炉,用来取暖和供应热水。这些功率烧的是煤气、天然气、或者是重油。

燃料电池技术要走的第二步,就是在这些地下室里,安装固定式设备。这一步,将会在今后七、八年中开始迈出,然后继续成熟、推广。这将是一个巨大的市场。单单是在德国的地下室,我们就有1500万个锅炉。假如我们能够用功率为5千瓦的燃料电池设备,取代这些锅炉的话,简单地乘一下,您就会得到75000兆瓦的发电量。这个数字,相当于我们今天电网上的供电总量。”

也就是说,联邦德国地下室里的锅炉,届时将可以生产出目前整个德国,包括核电站在内的总发电量。假如著名生产厂家利用燃料电池技术,将天然气同时转化成热能和电能的努力,得以成功的话,这一幅蓝图,完全可能变为现实。届时,当市场上,比如说工厂企业,对电能的需求量,就像目前这样,开始增长时,人们甚至可以通过互联网,将成千上万家住宅,连接到联合供电系统中,构成一个虚拟的大型发电站。

只不过,燃料电池这个魔术匣子,就像所有新技术,在起步阶段时,经常遇到的情况一样,目前还面临着一系列的材料和费用问题,有待解决。上面描绘的这种蓝图,其氢气的来源,是天然气。天然气主要是由甲烷组成的。随着时间的推移,技术的成熟,人们也可以向天然气中,混入越来越多的纯氢气。

氢气推动的汽车

最后,第三个阶段,是把大功率的移动式燃料电池,安装到汽车的马达箱里。虽然工业界出于技术困难和费用问题,把他们推出氢气车辆的预测向后推迟了,但是,他们在这一方面的开发工作,却依然紧锣密鼓。氢气推动的大轿车和卡车,已经处于试用阶段了。未来能源论坛的法棱霍特教授保证道,燃料电池,将在汽车领域,充分显示出它的效率。他介绍说:

“使用燃料电池,您顶多只会丢失三分之一的能量。但是假如您看看今天普遍使用的燃油马达的话,您就会发现,汽油的80%能量,都白白消耗了,只有20%才真正落到路上,也就是说,转化成动力,带动车轮,而燃料电池的能源利用率是65%,所以它才如此有利可图。这也意味着,我们可以非常节省地利用我们的资源。”

当然,在做总体评价时,也必须考虑氢气的来源和生产问题。在这一方面,目前看上去,并不令人乐观。可以想象的是,从可再生能源中,比如说生物量中嬴取氢气,或者是碳水化合物形式的氢气。