新能源的開發(fā)與應用

新能源的開發(fā)與應用新能源又稱非常規(guī)能源。是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式。也指剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源。新能源的各種形式都是直接或者間接地來自于太陽或地球內(nèi)部深處所產(chǎn)生的熱能。新能源也叫清潔能源，包括了太陽能、風能、生物質(zhì)能、地熱能、核聚變能和海洋能以及由可再生能源衍生出來的生物燃料和氫所產(chǎn)生的能量。也可以說，新能源包括各種可再生能源和核能。自人類大規(guī)模利用礦物能源、特別是石油資源被開發(fā)之后，人類生產(chǎn)和生活面貌發(fā)生了巨大變化，與此同時，經(jīng)濟增長造成全球大氣、土壤、水源等諸多方面環(huán)境質(zhì)量嚴重下降，暴露出世界上許多國家以煤炭等為主的能源結構的弊病。特別是自20世紀70年代石油出現(xiàn)危機后，使人們逐步覺醒，礦物能源終有耗盡之時，人類要維持自己的生產(chǎn)生活持續(xù)發(fā)展，必須開發(fā)新的能源，特別是可再生能源。相對于傳統(tǒng)能源，新能源普遍具有污染少、儲量大的特點，對于解決當今世界嚴重的環(huán)境污染問題和資源（特別是化石能源）枯竭問題具有重要意義。同時，由于很多新能源分布均勻，對于解決由能源引發(fā)的戰(zhàn)爭也有著重要意義。風能20年來風力發(fā)電從試驗研究迅速發(fā)展為一項成熟技術，發(fā)電成本從每千瓦時20美分降到5美分，接近常規(guī)能源發(fā)電，形成一個新興的產(chǎn)業(yè)。我國從80年代初把風力發(fā)電作為農(nóng)村電氣化的措施，主要研究、開發(fā)和示范應用小型充電用風電機，供牧民和漁民一家一戶使用。我國政府在1992年就環(huán)境和發(fā)展問題提出10條對策和措施，明確要“因地制宜地開發(fā)和推廣太陽能、風能、地熱能、潮汐能、生物質(zhì)能等新能源”。并陸續(xù)出臺了“乘風計劃”、“雙加工程”等。風力發(fā)電的利用方式主要有兩類，一類是獨立運行（離網(wǎng)型）供電系統(tǒng)，即電網(wǎng)未通達的偏遠地區(qū)，如高山、草原和海島等，用小型風力發(fā)電機組為蓄電池充電，再通過逆變器轉(zhuǎn)換成交流電向終端電器供電，單機容量一般在100W-10KW；或者采用中型風電機與柴油發(fā)電機或光伏太陽電池組成混合供電系統(tǒng)，目前系統(tǒng)的容量約10KW-200KW，解決小社區(qū)用電問題。另一類是作為常規(guī)電網(wǎng)的電源，并網(wǎng)運行，商業(yè)化的機組單機容量150KW-1650KW，既可單獨并網(wǎng)，也可以由多臺，甚至成百上千臺組成風力發(fā)電場（簡稱風電場，國外亦稱風力田）。我國幅員遼闊，陸疆總長達2萬多公里，還有18000多公里的海岸線，邊緣海中有島嶼5000多個，風能資源豐富。我國現(xiàn)有風電場場址的年平均風速均達到6米/秒以上。一般認為，可將風電場風況分為3類：年平均風速6米/秒以上時為較好；7米/秒以上為好；8米/秒以上為很好?？砂达L速頻率曲線和機組功率曲線，估算國際標準大氣狀態(tài)下該機組的年發(fā)電量。我國相當于6米/秒以上的地區(qū)，在全國范圍內(nèi)僅僅限于較少數(shù)幾個地帶。太陽輻射的能量到地球表面約有20％轉(zhuǎn)化為風能。我國風能潛力的估算如下：風能理論可開發(fā)總量（R），全國為32.26億千瓦，實際可開發(fā)利用量（R’），按總量的1/10估計，并考慮到風輪實際掃掠面積為計算氣流正方形面積的0.785倍[1米直徑風輪面積為0.52×π＝0.785（平方米）]，故實際可開發(fā)量為：R’＝0.785R/10=2.53（億千瓦）。即：風能總儲量為32.26億千瓦，估計實際可開發(fā)的風能儲量為2.53億千瓦，風能的利用有很大的潛力。中國風電發(fā)展狀況及展望風力提水機在我國東南沿海地區(qū)低揚程風力提水裝置用于農(nóng)田灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖和鹽場制鹽等低揚程大流量提水作業(yè)；我國內(nèi)陸如內(nèi)蒙古北部、甘肅和青海等地風能資源較好的區(qū)域，則利用深井風力提水機組為牧民和牲畜提供飲水或進行小面積草場灌溉；此外，甘肅、新疆北部及松花江下游也屬于風能豐富區(qū)，適合發(fā)展風力提水。從風力提水機組分類上講，主要產(chǎn)品和技術的發(fā)展趨勢：①低揚程大流量風力提水機多采用旋轉(zhuǎn)式水泵，用于提取地表水和淺層地下水；②高揚程小流量風力提水機多采用往復式水泵，用于提取深層地下水；③風力提水機—微滴灌系統(tǒng)；④風力機—空氣泵提水機組；⑤風力發(fā)展機—電泵提水系統(tǒng)。小型風力發(fā)電機我國從20世紀80年代初就把小型風力發(fā)電作為實現(xiàn)農(nóng)村電氣化的措施之一，主要研制、開發(fā)和示范應用小型充電用風力發(fā)電機，供農(nóng)民一家一戶使用。目前，1kW以下的機組技術已經(jīng)成熟并進行大量的推廣。在電網(wǎng)不能通達的偏遠地區(qū)，約60萬居民利用風能實現(xiàn)電氣化。截至1999年，我國累計生產(chǎn)小型風力發(fā)電機組18.57萬臺，居世界第一。我國是一個發(fā)展中國家，一些邊遠地區(qū)的農(nóng)牧民還未用上電。實踐表明：在一個較長的時期，小型風力發(fā)電機組在解決有風無電地區(qū)農(nóng)牧民生活用電仍然是一條重要的途徑。就是在有風有電地區(qū)，從長遠考慮，發(fā)展小型風力機組對改善能源結構，保護生態(tài)平衡和充分利用資源等方面亦有積極的意義。國家計委提出的“光明工程”就為我國小型風力發(fā)電機組的發(fā)展創(chuàng)造了條件。因此繼續(xù)發(fā)展小型發(fā)電機組仍有很大的潛力大型風力發(fā)電機組及國外機組國產(chǎn)化大型風力發(fā)電機組的制造。目前我國大型風力發(fā)電機組的研究制造商主要有：中國一拖—美德（MADE）風電設備有限公司、西安維德風電設備有限公司、上海申新風力發(fā)電設備公司、北京萬電有限責任公司及新疆金風科技股份有限公司。在我國風電場建設的投資中，機組設備約占70%，實現(xiàn)設備國產(chǎn)化、降低工程造價是風電場大規(guī)模發(fā)展的需要。大型風電機的主要部件在國內(nèi)制造，其成本可比進口機組降低20%～30%。太陽能太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環(huán)境無任何污染。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會及人類進入一個節(jié)約能源減少污染的時代。一提起太陽能發(fā)電，人們首先想到的是太陽能電池，即PV牗光伏牘技術。據(jù)歐洲能源研究中心預測，到2050年，太陽能電池將為人類提供總電能需求的20％—30％。但是目前PV技術的成本仍然高于傳統(tǒng)電網(wǎng)能源的成本。雖然太陽的能量是免費的，將其能量轉(zhuǎn)換成電能卻不是免費的。高成本依然是太陽能開發(fā)利用的最大問題。太陽能電池有兩種實現(xiàn)方式：晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池。前者的轉(zhuǎn)換效率高，最高能達到15％，但成本高，價格也相對較高。目前對這種技術的改進主要集中在提高轉(zhuǎn)換效率上，包括匯聚光線、增加光在玻璃中的折射次數(shù)等等。后者的轉(zhuǎn)換效率相對較低，一般不超過10％，但成本低、價格低。薄膜太陽能電池弱光性好，在早晚光線弱的情況下，發(fā)電效果優(yōu)于晶硅電池，與建筑外墻相結合，未來的發(fā)展不可限量。業(yè)界一致認為，由于硅材料的限制，薄膜是發(fā)展方向。因此越來越多的企業(yè)聚集到薄膜太陽能電池的旗下。其實利用太陽能電池發(fā)電只是太陽能發(fā)電的一種方法。通過匯集太陽輻射的能量加熱水或空氣從而產(chǎn)生動力推動葉輪機發(fā)電，這類技術雖然占地面積大、電力運輸成本高，但技術含量較低、使用壽命長，轉(zhuǎn)化率也能夠令人滿意，很適合在輻射強烈而人煙稀少的地方開展。而染料敏化電池，模擬植物葉綠體的光合作用，利用新型材料替代硅，其光電轉(zhuǎn)化率最高達到11％，而成本僅為硅電池板的十分之一。由于政府的大力扶持，太陽能發(fā)電技術突飛猛進，市場茁壯成長。在不久的將來，太陽能將作為重要的工業(yè)能源為人類所使用。生物質(zhì)能生物質(zhì)能僅次于煤炭、石油和天然氣，居于世界能源消費總量第4位。據(jù)專家預測，生物質(zhì)能極有可能成為未來可持續(xù)能源系統(tǒng)的重要組成部分，到下世紀中葉，采用新技術生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料將占全球總燃料消耗的40％以上。由于生物質(zhì)替代燃料具有無染污、可再生等顯著特點，因此日益受到各國的重視。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，能源短缺問題顯得日益嚴重，為了解決能源危機、減輕環(huán)境污染、保護生態(tài)環(huán)境，開發(fā)利用生物質(zhì)能顯得尤為重要。生物質(zhì)能的概念及存在形式

：木材及森林工業(yè)廢棄物；；農(nóng)業(yè)廢棄物；水生植物；油料植物；城市和工業(yè)有機廢棄物；動物糞便。生物質(zhì)能的開發(fā)方法與產(chǎn)品形式熱化學轉(zhuǎn)換法，可獲得木炭、焦油和可燃氣體等品位高的能源產(chǎn)品。該方法按其熱加工的方法不同分為高溫干餾、熱解、生物質(zhì)液化等方法。生物化學轉(zhuǎn)換法，主要指生物質(zhì)在微生物的發(fā)酵作用下，生成沼氣、酒精等能源產(chǎn)品。生物油法，利用油料植物所產(chǎn)生的生物油。固化成型法，把生物質(zhì)固化成成型燃料(如顆粒型、塊型、棒型等)，以便集中利用和提高熱效率。開發(fā)固化成型生物質(zhì)燃料的意義：應用便利，易于貯運；替代煤炭，保護生態(tài)環(huán)境；提高能源利用率。目前，我國采用的生物質(zhì)固化成型燃料的形狀主要有棒狀、塊狀和顆粒狀。這幾種形狀燃料的加工方法均為傳統(tǒng)生產(chǎn)方法，普遍存在著設備能耗過高、磨損嚴重和使用壽命短等問題。地熱能地熱資源是我國蘊涵比較豐富的一種無污染的清潔能源，隨著石油、煤炭等傳統(tǒng)能源逐漸枯竭，地熱資源將成為未來能源的一個重要組成部分。目前國際上有一百多個國家在開發(fā)利用地熱資源，并以12%的速度遞增，能源專家普遍預計到2100年地熱利用將在世界能源總值中占30%—80%。地熱能劃分：

離地球表面5000米深，15℃以上的巖石和液體的總含熱量，據(jù)推算約為14.5×1025焦耳（J），約相當于4948萬億噸（t）標準煤的熱量。地熱來源主要是地球內(nèi)部長壽命放射性同位素熱核反應產(chǎn)生的熱能。按照其儲存形式，地熱資源可分為蒸汽型、熱水型、地壓型、干熱巖型和熔巖型5大類。

地熱資源按溫度的劃分。中國一般把高于150℃的稱為高溫地熱，主要用于發(fā)電。低于此溫度的叫中低溫地熱，通常直接用于采暖、工農(nóng)業(yè)加溫、水產(chǎn)養(yǎng)殖及醫(yī)療和洗浴等。截止1990年底，世界地熱資源開發(fā)利用于發(fā)電的總裝機容量為588萬千瓦，地熱水的中低溫直接利用約相當于1137萬千瓦。地熱發(fā)電

地熱發(fā)電是地熱利用的最重要方式。高溫地熱流體應首先應用于發(fā)電。我國高溫地熱資源（溫度高于150℃）主要集中在西藏南部、云南西部和臺灣東部。目前已有5500個地熱點，45個地熱田，熱儲溫度均超過200℃。如果能將其全部轉(zhuǎn)化為電能，將會對我國能源結構產(chǎn)生巨大影響。地熱發(fā)電是利用地下熱水和蒸汽為動力源的一種新型發(fā)電技術。其基本原理與火力發(fā)電類似，也是根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，首先把地熱能轉(zhuǎn)換為機械能，再把機械能轉(zhuǎn)換為電能。地熱水的直接利用

地熱能直接利用于烹飪、沐浴及暖房，已有悠久的歷史。至今，天然溫泉與人工開采的地下熱水，仍被人類廣泛使用。據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計，世界地熱水的直接利用遠遠超過地熱發(fā)電。中國的地熱水直接利用居世界首位，其次是日本。地熱水是理想的天然熱水資源，社會和經(jīng)濟效益十分可觀。地熱水的直接用途非常廣泛，主要有采暖空調(diào)、工業(yè)烘干、農(nóng)業(yè)溫室、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅溫泉療養(yǎng)保健等。地熱直接供暖。

我國北方城市冬季取暖仍以煤為主要能源，其燃燒產(chǎn)生的二氧化碳、粉塵等對空氣環(huán)境造成的污染日趨嚴重，成為困擾城市居民的一大問題。使用地熱采暖系統(tǒng)則可直接傳遞熱量，絕不會對空氣造成污染。尤其是在改造傳統(tǒng)設備的基礎上，通過熱交換器，地熱水無須直接進入通暖管道，只留干凈的水在管道中循環(huán)，基本解決了腐蝕、結垢的問題。不僅如此，其經(jīng)濟效益也十分明顯。采用地熱供暖，其費用只是采用燃油氣鍋爐的10%，燃煤鍋爐的20%。因此，大力提倡與推廣地熱供暖，將對環(huán)保事業(yè)做出重要的貢獻。浴療保健。地熱水富含硼、硅、鍶、氟、鋰、碘等多種礦物質(zhì)，有一定的醫(yī)療、保健、養(yǎng)生作用，適應于循環(huán)機能不全疾病。經(jīng)常用熱礦水進行洗浴，對心血管硬化、坐骨神經(jīng)痛、慢性風濕性關節(jié)炎、濕疹、牛皮癬、慢性胃炎及慢性支氣管炎等病有一定療效。長期洗浴，可改善人體環(huán)境、增強體質(zhì)、延緩衰老、有益健康。熱礦水入室，無疑會大大提高居民的生活質(zhì)量。娛樂、旅游

。依托溫泉浴療，可以開發(fā)游泳館、嬉水樂園、康樂中心、會議中心、療養(yǎng)中心、溫泉飯店、溫泉度假村、高級賓館等一系列娛樂旅游項目。種植、養(yǎng)殖。依托地熱井，可以建造溫泉溫室，種植名優(yōu)花卉、特種蔬菜（供給大的飯店、賓館、酒樓之需）等，也可以用來發(fā)展旅游農(nóng)業(yè)。熱水養(yǎng)殖，可以大大縮短多種水生物的孵化期和生長周期?？梢砸劳械責豳Y源發(fā)展高產(chǎn)魚類養(yǎng)殖業(yè)等養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)。余熱供暖

。用于洗浴、娛樂等方面的地熱水在使用后，熱水溫度依然很高，仍含有大量的熱能，如果能有效的加以利用，就會帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。比如北京市地質(zhì)勘察技術院與清華同方合作實驗成功了環(huán)保型地溫熱泵供暖系統(tǒng)，它可以從熱水，甚至冷水中提取熱能供暖，使地熱能的綜合利用率提高到了80%左右，其運行成本低于燃氣和燃油。這套系統(tǒng)的實驗成功為地熱水的余熱供暖開辟了廣闊的天地。核能核能的利用分兩大類即核裂變和核聚變。它們都能放出巨大能量。一個鈾235核分裂變能為２億電子伏特；一個氘核和一個氘核聚合成一個氨核釋放出的核聚變能為1760萬電子伏特；而一個碳原子燃燒生成一個二氧化碳分子釋放出的化學能僅為4.1電子伏特。以相同質(zhì)量的反應物的釋能大小作比較，核裂變能和核聚變能分別是化學能的250萬倍和1000萬倍，1千克鈾235相當于2500噸煤，1千克氘相當于1萬噸煤。核裂變能指較重的原子核如鈾核、钚核在分裂成較輕原子核的過程。核電站和原子彈是核裂變能的兩大應用，兩者機制上的差異主要在于鏈式反應速度是否受到控制。核電站的關鍵設備是核反應堆，它相當于火電站的鍋爐，受控的鏈式反應就在這里進行。核反應堆有多種類型，按引起裂變的中子能量可分為：熱中子堆和快中子堆。熱中子的能量在0.1eV（電子伏特）左右，快中子能量平均在2ｅV左右。目前大量運行的是熱中子堆，其中需要有慢化劑，通過它的原子與中子碰撞，將快中子慢化為熱中子。慢化劑目前用的是水、重水或石墨。堆內(nèi)還有載出熱量的冷卻劑，目前冷卻劑有水、重水和氦等。根據(jù)慢化劑和冷卻劑和燃料不同，熱中子堆可分為輕水堆（用輕水作慢化劑和冷卻劑稍加濃鈾作燃料）、重水堆（用重水作慢化劑和冷卻劑稍加濃鈾作燃料）和石墨水冷堆（石墨慢化，輕水冷卻，稍加濃鈾），輕水堆又分壓水堆和沸水堆。原子能發(fā)電的能量密度大，燃料用量少，發(fā)電綜合成本低，正常運行時對環(huán)境的污染遠比火力發(fā)電對環(huán)境的污染小，是一種較成熟的強大的新能源，由于采取多重保護、多道屏障、縱深設防的設計原則，核電站一般不會發(fā)生事故，特別是發(fā)生嚴重事故的可能性極小。由于核動力的燃料是核燃料（鈾或钚），相比于煤或石油的優(yōu)點是無空氣污染，無漏油等問題。它的缺點是存在放射性污染，因此為了保證安全，要求由反應堆所產(chǎn)生的放射性廢物應與環(huán)境隔離，不讓它進入生態(tài)環(huán)境。目前國內(nèi)外公認比較好的處理技術是深部地層埋藏，即將燃燒完的放射性廢物進行玻璃固化后，將其埋藏于數(shù)百米深的巖層中。首先在深部巖層中開挖洞室，將玻璃固化體裝入不銹鋼容器內(nèi)，然后把容器放入洞室中，周圍填充膨潤土材料進行密閉，阻止萬一情況下發(fā)生的放射性物質(zhì)向周圍的擴散和轉(zhuǎn)移。到目前為止，中國大陸正在運行和建設的共有11臺核電機組，其中7臺核電機組在運行，總裝機容量為540萬千瓦，核電占全國總供電量的1%以上。正在建設的還有4臺機組的總裝機容量為330萬千瓦。但也存在一些重要的問題，主要表現(xiàn)為：由于缺乏長遠發(fā)展規(guī)劃的指導，核電技術與設備國產(chǎn)化進展緩慢；核能和平利用的產(chǎn)業(yè)規(guī)模與水平落后于發(fā)達國家；基礎研究和技術開發(fā)的資金匱乏，設施裝備落后，人才流失嚴重，關鍵技術上與國外存在較大的差距。海洋能海洋能指蘊藏于海水中的各種可再生能源，主要包括海洋風能、波浪能、潮汐能、海洋生物能等。這些能源都具有可再生性和不污染環(huán)境等優(yōu)點，是亟待開發(fā)利用并具有戰(zhàn)略意義的新能源。我國有18000公里的海岸線、300多萬平方公里的管轄海域，海洋能源十分豐富，利用價值極高。其中，近海域波浪能的蘊藏量約為1.5億千瓦，可開發(fā)利用量約3000萬千瓦～3500萬千瓦，海洋風能約有7億千瓦左右。同時，我國又是世界能源消費大國，大力發(fā)展海洋新能源，對于優(yōu)化我國能源消費結構，支撐經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展意義重大。海底石油與天然氣石油與天然氣是人類當前主要的能資源，當前世界的糾紛、沖突和戰(zhàn)爭，大都與油氣資源利益的爭奪有關。海底油氣資源約占世界油氣總資源量的45％，主要分布在大陸邊緣(大陸架、部分大陸坡，甚至坡腳處的陸隆)，它對當前世界海洋經(jīng)濟的迅速發(fā)展至關重要。據(jù)上世紀八十年代的初步估計，世界石油可采資源量大約3000x10t，其中海底石油可采資源量1350x10t(1350億噸)；世界天然氣總量為255x10一280x10m3，其中海洋天然氣為140x10m3(140萬億立方米)。近年來，海底石油和天然氣勘探正向深水區(qū)發(fā)展，據(jù)技術發(fā)展趨勢預計，2000年可在1000m水深海域開發(fā)油氣資源，2020年開發(fā)水深可達1600m左右，未來海底石油、天然氣的資源量肯定會超過前述估測數(shù)字。天然氣水合物天然氣水合物是21世紀的新型能源。天然氣水合物乃是一種白色的冰狀固體礦，外形像固體酒精，有極強的燃燒力。水合物由水分子和燃氣分子，主要是甲烷分子組成，有人稱它為甲烷水合物，也有稱之為可燃冰。這種固體水合物只保存在一定的溫度和壓力條件下，要求溫度低于0℃—10℃，壓力高于10MPa（兆帕)。海洋里天然氣水合物的資源量是陸地上的100多倍，世界上絕大部分的天然氣水合物都埋藏在深海的沉積物中，它要求水深大于300m至500m，賴巨厚水層的壓力來維持其固體狀態(tài)。據(jù)最保守的估計，全世界海底天然氣水合物中貯存的總量約為18000x10m3，約合IIx10t。全球水合物的含碳總量大約是地球上全部化石燃料(煤、石油、天然氣)含碳總量的兩倍，它是人類未來動力能源的希望。海底熱能地球內(nèi)部釋放的熱能約為42億千瓦(每秒可釋放熱能量42億千焦耳)。海洋釋放的地熱能占全球總量的81％(陸地僅占19％)，巨大的海洋地熱能是陸地的四倍。人類利用海洋地熱能的技術尚待開發(fā)。海洋再生能資源海洋再生能廣泛存在于海洋中，蘊藏量巨大。聯(lián)合國估計全球海洋再生能的理論總功率達766x10kW，技術可實現(xiàn)的功率約64x10kW，是目前世界總發(fā)電容量的兩倍。海洋再生能是海水運動所產(chǎn)生的能，包括潮汐能、潮流能、海流能、波浪能。海水溫差和鹽差能等。海洋再生能中以溫差能和鹽差能最大(約100x10kW)，波浪能和潮汐能居中(約10x10kW)，海流能最小(1x10kW左右)。波浪發(fā)電據(jù)科學家推算，地球上波浪蘊藏的電能高達90萬億度。目前，海上導航浮標和燈塔已經(jīng)用上了波浪發(fā)電機發(fā)出的電來照明。大型波浪發(fā)電機組也已問世。中國在也對波浪發(fā)電進行研究和試驗，并制成了供航標燈使用的發(fā)電裝置。將來的世界，每一個海洋里都會有屬于我們中國的波能發(fā)電廠。波能將會為中國的電業(yè)作出很大貢獻。潮汐發(fā)電據(jù)世界動力會議估計，到2020年，全世界潮汐發(fā)電量將達到1000-3000億千瓦。世界上最大的潮汐發(fā)電站是法國北部英吉利海峽上的朗斯河口電站，發(fā)電能力24萬千瓦，已經(jīng)工作了30多年。中國在浙江省建造了江廈潮汐電站，總容量達到3000千瓦氫能氫作為能源有許多優(yōu)越性。水通過光分解可制得氫，水是取之不盡，用之不竭的原料，又十分低廉，地球的表面有3/4是水，儲量很大。氫燃料燃燒后又生成水，是一種燃燒無害、十分清潔的能源。氫在儲存、輸送上比電力損失小，而且氫燃燒熱值高，1kg氫燃燒產(chǎn)生的熱量相當于3kg汽油或4.5

kg焦炭的發(fā)熱量。但是在實際的應用中氫的存儲與運輸，以及利用太陽能分解水制取氫，一直是制約氫能發(fā)展的問題。

時至今日，氫能的利用已有長足進步。自從1965年美國開始研制液氫發(fā)動機以來，相繼研制成功了各種類型的噴氣式和火箭式發(fā)動機。美國的航天飛機已成功使用液氫做燃料。我國長征2號、3號也使用液氫做燃料。利用液氫代替柴油，用于鐵路機車或一般汽車的研制也十分活躍。氫汽車靠氫燃料、氫燃料電池運行也是溝通電力系統(tǒng)和氫能體系的重要手段。大型電站，無論是水電、火電或核電，都是把發(fā)出的電送往電網(wǎng)，由電網(wǎng)輸送給用戶。但是各種用電戶的負荷不同，電網(wǎng)有時是高峰，有時是低谷。為了調(diào)節(jié)峰荷、電網(wǎng)中常需要啟動快和比較靈活的發(fā)電站，氫能發(fā)電就最適合搶演這個角色。利用氫氣和氧氣燃燒，組成氫氧發(fā)電機組。這種機組是火箭型內(nèi)燃發(fā)動機配以發(fā)電機，它不需要復雜的蒸汽鍋爐系統(tǒng)，因此結構簡單，維修方便，啟動迅速，要開即開，欲停即停。在電網(wǎng)低負荷的，還可吸收多余的電來進行電解水，生產(chǎn)氫和氧，以備高峰時發(fā)電用。這種調(diào)節(jié)作用對于用網(wǎng)運行是有利的。另外，氫和氧還可直接改變常規(guī)火力發(fā)電機組的運行狀況，提高電站的發(fā)電能力。例如氫氧燃燒組成磁流體發(fā)電，利用液氫冷卻發(fā)電裝置，進而提高機組功率等。更新的氫能發(fā)電方式是氫燃料電池。這是利用氫和氧（成