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人类距利用“不需要付费的太阳能源”理想又前进一步。不久前,美国麻省理工学院教授丹尼尔·诺切拉的研究团队宣称,他们研制成一种功能稳定的“人造树叶”(“artificialleaf”,也可译作“人工树叶”),并具备了一定推广前景。业内人士认为,诺切拉团队的人造树叶一旦批量生产,有望推动经济向以氢能源为基础的模式发展。有关专家表示,利用氢能,将成为解决未来人类能源危机的终极方案。目前,欧美各国已将氢能和燃料电池确定为维系经济繁荣和国家安全的重要技术之一,氢有望成为维系经济的基础能源。但在我国,因为种种原因,氢能的研究利用仍处于演示阶段,发展面临困境。截至目前,我国还没有相应的氢能源开发利用相关规划及路线图。氢能的进一步发展期待政府力量的积极推动。
西方各国热捧氢能源开发利用
氢能被誉为人类的终极清洁能源。中科院理化技术研究所低温技术实验中心的李青博士对《经济参考报》记者介绍说,氢是宇宙中最常见的元素,氢及其同位素占到了太阳总质量的84%,宇宙质量的75%都是氢。而氢能有望成为世界能源舞台上一种举足轻重的二次能源。它是一种极为优越的新能源,其主要优点有:燃烧热值高,每千克氢燃烧后的热量,约为汽油的三倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍。燃烧的产物为水,是世界上最干净的能源。氢气可由水制取,而水是地球上最为丰富的资源,这一自然物质的循环利用,演绎了持续发展的经典过程。
面对全球能源枯竭的严重挑战,氢能正成为世界各国研究的重点之一。
据悉,美国已经将氢能和燃料电池确定为维系经济繁荣和国家安全的技术之一。目前,美国主导氢能和燃料电池发展的两大核心部门是能源部和国防部。美国能源部的目标包括,从现有和未来的资源中获取氢能,同时推进燃料电池研究;美国国防部的研究则主要集中于氢能和燃料电池在军事方面的应用,研究重点是质子交换膜和固体氰化物燃料电池。美国各级政府均提供大量资金,资助科研机构进行氢能研发。
此外,美国企业对氢能也投入大量精力。美国专利局提供的数据显示,从2002年开始,美国氢能源专利数量有所突破,2009年达到一次峰值,近几年一直保持稳步上升态势。
德国和日本在氢能研究领域更遥遥领先。德国的国家全资公司NOW公司全权负责德国的氢能燃料电池示范。德国“国家创新计划”(NIP)将从2007—2016年为期10年集中精力于氢和燃料电池市场,聚焦示范与开发相结合项目,通过市场化推动氢能和燃料电池,由政府与工业界按1∶1的比例出资:由政府出资五亿欧元示范,加上二亿欧元用于氢能研究与开发,同时工业界出资七亿欧元,总共为14亿欧元。
德国戴姆勒集团全球CEO蔡澈博士在第18届世界氢能大会开幕式上做报告时透露,戴姆勒将于2014—2015年量产燃料电池汽车,2015年开始商业化。德国准备到2015年建造1000座加氢站,将为10×104辆氢燃料电池车供应氢气。
日本对于氢能源的开发利用主要集中在燃料电池车用电池和固定装置燃料电池方面。为尽快研发、推广燃料电池车,日本采取了全额投入经费的办法,委托日本产业省的全资公司VEDO公司负责管理“日本氢能和燃料电池示范项目”,该项目的目标之一,就是到2025年,在全日本建立1000座加氢站。该项目从2002年开始运行至今,日本政府已累计投入了1000亿日元(相当于70亿元人民币)。
欧盟对于氢燃料和燃料电池的研究一直非常重视,2002年10月,欧盟成立了“氢燃料和燃料电池技术”高级研究小组,早在2003年,欧盟委员会就制定了“欧盟氢能和燃料电池发展路线图”。
世界各国对于氢能开发利用投入巨大。在2010年5月举办的第18届世界氢能大会开幕式上,美国能源部燃料电池技术发展部负责人NancyLGarland博士发言称,美国2011年财政年度中氢能开发的预算为2.56亿美元。包括了燃料电池系统、氢燃料、氢能技术研发、氢安全、法规、标准等多项与氢能有关的项目。数据显示,包括德国、法国、英国等八个欧洲国家对氢能的累计投资为:2005年为5.3亿欧元,2015-2020年达26.11亿欧元,2020-2025年可达143.2亿欧元,2025-2030年则达592.1亿欧元(其中制氢投资约占50%,加氢站投资约占20%)。