１、氢能发展与环境的关系

　　氢能由于具有以下主要特点而成为被许多国家看好的、替代化石燃料的未来型清洁能源:

　　（l）能量高。除核燃料外，氢的发热值是目前所有燃料中最高。

　　（2）氢燃烧性能好，点燃快。

　　（3）氢本身无色、无臭、无毒，十分纯净，它自身燃烧后只生成水和少量的氮化氢，而不会产生一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和颗粒尘粉等对人体有害的污染物质，少量的氮化氢稍加处理后也不会污染环境，而且它燃烧后所生成的水，还可继续制氢，反复循环使用。

　　（4）利用形式多，可以以气态、液态或固态金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。

　　虽然氢能源被广泛认为是将要取代化石能源的一种清洁能源，但以英国华威大学经济学家安德鲁.奥斯沃尔德、伦敦政策研究所能源经济学家保尔.埃金斯等学者为代表的部分研究人员却认为，现在的氢不是免费的午餐，它并不是清洁、绿色的燃料。目前所提出的氢制取生产线路都面临着这种进退维谷的局面：人类不得不研发另外一种新技术来处理生产新能量所带来的后果。例如，人们主要通过甲烷来获得氢气，但这种方法在产生氢气的过程却向大气排放了二氧化碳；采用电解水的方式获得氢需要大量的电力供应，现在大量的电力仍然出自消耗化石燃料的发电厂；利用可再生能源制氢方面的前景目前也并不乐观；此外，众多国家的政治家对核能源的建设采取了十分谨慎甚至禁止的态度，因此利用核能来生产氢在短期内也不是很容易能够实现。

　　此外，美国加州理工学院的T. K. Tromp等研究人员发现，如果氢燃料完全取代煤、石油、天然气等化 石燃料，预计将有10%～20%的氢会渗漏进入大气平流层。它们随后被氧化成水，并导致平流层温度降低，扰乱形成臭氧的化学过程，进而在北极和南极地区造成更大的、持续时间更长的臭氧空洞。而地球臭氧层的损耗会直接影响它对太阳紫外线的阻挡作用。鉴于此，德国化学家协会成员于尔根.梅茨格呼吁，每项新技术都可能包含危及环境的因素，因此引入技术前，必须进行全面试验。人类应该投入最好的模型工具，以检测其效果。

　　但也有国际社会多位专家对T. K. Tromp等人的研究持怀疑态度。国际氢能协会会长、美国迈阿密大学清洁能源研究所的内扎特.韦齐尔奥卢说：“（氢的）泄漏可能比他们认为的要小得多。” 中国太阳能学会氢能专委会主任、清华大学的毛宗强教授对T. K. Tromp等人的研究也表示了自己的质疑，他认为T. K. Tromp等人研究的数学模型有缺陷，并且即便在其假设前提下，研究得出的结论也是较为片面的。

　　２、氢能的利用效率

　　目前对氢能效率普遍看法是其能量高。因为除核燃料外，氢的燃烧热值在所有的矿物燃料、生物燃料、化工燃料中名居榜首，每千克高达28,900千卡，是汽油热值的3倍。

　　但美国生命周期环境评估研究所2004年 8月的一份评估报告认为，作为一种能量载体，氢运送最终能源的效率只相当于电力的一半。报告的有关数据显示，利用氢传送能量，能源量损耗率达到54.55%，只有45.55%原始能量被保留下来；而利用电力运送能量，能量损耗率仅为8%，会保留92%的原始能量。从能量储备的角度指出，氢储备能量后再释放能量的效率，即储能回报率也不及其他能源载体。氢储能回报率为47%，而先进的电池储能回报率为75～85%。报告还认为，即使氢作为清洁的车辆燃料，与直接使用电力驱动的电动车辆相比，能源效率也并不高。充电的电动汽车要比氢燃料电池汽车多跑一倍的路程。此外，先进的电池技术将有效地提高未来电动汽车的性能。

　　但美国洛矶山研究所物理学家阿默利.罗文士认为，在竞争激烈的电力市场，将氢作为电的存储介质可能会取得很好的经济效果。用电分离水来制造和存储氢，再将它重新转化到燃料电池的电能，这个循环的整体效率的确相对比较低，大约为45%（因为有25%的电解剂损耗和40%的燃料电池损耗，再加上重新利用废热用于空调或水暖所回收的效率。但这并不意味这种方法就没有经济意义，原因在于它使用来自发电机组本身负载的电能（或者一个联合循环电机组将其燃料的50～60%转化为电能）来取代非常低效的峰值功率机组（一个单循环燃气涡轮或引擎发电机通常只有15～20%的效率）。因此，当一年最高50～150小时的峰值功率的成本为 600～900美元/兆瓦时时，一般为基本载荷功率成本（约20美元/兆瓦时）的30～40倍，储存经济性就值得进行讨论。分布式发电不仅提供能量和峰值容量，还提供辅助设施和延缓电网升级。氢能存储能够使公共事业系统更加灵活，允许间歇性地使用像风力发电这样间歇性的电力来源，从而为发电厂节省燃料。在所有分布式利益计算在内后，峰值存储氢就会变得很有价值，尤其对于传送受到限制的城市（例如，洛杉矶、旧金山、芝加哥、纽约市和长岛）。这种应用能够节约超过4,000美元/千瓦的资金成本。氢大规模存储另一个很有吸引力的优点就是，像在新西兰或巴西等国家，水利发电系统存储时间太短（新西兰为十二周）而不能预防干旱，但那些国家的雪融水或雨季却提供了廉价、过剩的水电，这时，就可以用氢存储水电，甚至将氢存储在废弃油田中。

　　３、氢安全性

　　氢在使用和储运中是否安全可靠，是人们普遍关注的安全问题。一部分观点认为，氢的独特物理性质决定了其不同于其它燃料的安全性问题，如更宽的着火范围、更低的着火能、更容易泄漏、更高的火焰传播速度、更容易爆炸等。

　　20世纪80年代末，德国、英国和日本三国的三个大汽车公司，对氢能汽车对于氢燃料的使用作过试验，并进行了评估。三家公司一致认为，氢能燃料和汽油一样安全。即使撞车起火燃烧，至多也不过发出一阵冲天大火，很快就烧完火灭。但也存在三个问题：一是由于氢气太轻，单位能量体积太大，达390升/千卡，是石油的4,000倍，即使用液态氢，体积仍然很大，占车内空间太多。二是氢燃料“逃逸”率高，即使是用真空密封燃料箱，也以每24小时2%的速率“逃逸”；而汽油的一般是每个月才1%。三是加氢燃料比较危险，也很费时，一般需要1个小时，而且液氢温度太低，只要一滴掉在手上就会发生严重冻伤。

　　对氢的安全性问题，物理学家阿默利.罗文士认为，氢能产业经历了半个多世纪，有令人羡慕的安全记录。任何燃料都有危害，并需要正确处理。但氢的危害不同，通常，它比那些碳氢化合物燃料更易处置。它非常轻，空气的重量是它的14.4倍，（天然气仅比空气轻1.7倍）。氢的扩散性比天然气高四倍，比汽油蒸汽的挥发性高十二倍，因此，氢泄漏发生后会很快从现场散发。如果点燃，氢会很快产生不发光的火焰，在一定距离外不易对人造成伤害，散发的辐射热仅及碳氢化合物的十分之一，燃烧时比汽油温度低7%。虽然氢爆炸的可能性比上限高出四倍，但引爆需要至少两倍于天然气的氢混合物。氢易燃，着火所需能量是天然气的十四分之一，但是这也视情况而定，因为天然气可能由静电产生

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