美國麻省理工學院教授丹尼爾·諾切拉的研究團隊宣稱,他們研制成一種功能穩定的“人造樹葉”(“artificialleaf”,也可譯作“人工樹葉”),并具備了一定推廣前景。業內人士認為,諾切拉團隊的人造樹葉一旦批量生產,有望推動經濟向以氫能源為基礎的模式發展。有關專家表示,利用氫能,將成為解決未來人類能源危機的終極方案。
目前,歐美各國已將氫能和燃料電池確定為維系經濟繁榮和國家安全的重要技術之一,氫有望成為維系經濟的基礎能源。但在我國,因為種種原因,氫能的研究利用仍處于演示階段,發展面臨困境。截至目前,我國還沒有相應的氫能源開發利用相關規劃及路線圖。氫能的進一步發展期待政府力量的積極推動。
西方各國熱捧氫能源開發利用
氫能被譽為人類的終極清潔能源。中科院理化技術研究所低溫技術實驗中心的李青博士介紹說,氫是宇宙中最常見的元素,氫及其同位素占到了太陽總質量的84%,宇宙質量的75%都是氫。而氫能有望成為世界能源舞臺上一種舉足輕重的二次能源。它是一種極為優越的新能源,其主要優點有:燃燒熱值高,每千克氫燃燒后的熱量,約為汽油的三倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍。燃燒的產物為水,是世界上最干凈的能源。氫氣可由水制取,而水是地球上最為豐富的資源,這一自然物質的循環利用,演繹了持續發展的經典過程。
面對全球能源枯竭的嚴重挑戰,氫能正成為世界各國研究的重點之一。
據悉,美國已經將氫能和燃料電池確定為維系經濟繁榮和國家安全的技術之一。目前,美國主導氫能和燃料電池發展的兩大核心部門是能源部和國防部。美國能源部的目標包括,從現有和未來的資源中獲取氫能,同時推進燃料電池研究;美國國防部的研究則主要集中于氫能和燃料電池在軍事方面的應用,研究重點是質子交換膜和固體氰化物燃料電池。美國各級政府均提供大量資金,資助科研機構進行氫能研發。
此外,美國企業對氫能也投入大量精力。美國專利局提供的數據顯示,從2002年開始,美國氫能源專利數量有所突破,2009年達到一次峰值,近幾年一直保持穩步上升態勢。
德國和日本在氫能研究領域更遙遙領先。德國的國家全資公司NOW公司全權負責德國的氫能燃料電池示范。德國“國家創新計劃”(NIP)將從2007—2016年為期10年集中精力于氫和燃料電池市場,聚焦示范與開發相結合項目,通過市場化推動氫能和燃料電池,由政府與工業界按1∶1的比例出資:由政府出資五億歐元示范,加上二億歐元用于氫能研究與開發,同時工業界出資七億歐元,總共為14億歐元。
德國戴姆勒集團全球CEO蔡澈博士在第18屆世界氫能大會開幕式上做報告時透露,戴姆勒將于2014-2015年量產燃料電池汽車,2015年開始商業化。德國準備到2015年建造1000座加氫站,將為10×104輛氫燃料電池車供應氫氣。
日本對于氫能源的開發利用主要集中在燃料電池車用電池和固定裝置燃料電池方面。為盡快研發、推廣燃料電池車,日本采取了全額投入經費的辦法,委托日本產業省的全資公司VEDO公司負責管理“日本氫能和燃料電池示范項目”,該項目的目標之一,就是到2025年,在全日本建立1000座加氫站。該項目從2002年開始運行至今,日本政府已累計投入了1000億日元(相當于70億元人民幣)。
歐盟對于氫燃料和燃料電池的研究一直非常重視,2002年10月,歐盟成立了“氫燃料和燃料電池技術”高級研究小組,早在2003年,歐盟委員會就制定了“歐盟氫能和燃料電池發展路線圖”。
世界各國對于氫能開發利用投入巨大。在2010年5月舉辦的第18屆世界氫能大會開幕式上,美國能源部燃料電池技術發展部負責人NancyLGarland博士發言稱,美國2011年財政年度中氫能開發的預算為2.56億美元。包括了燃料電池系統、氫燃料、氫能技術研發、氫安全、法規、標準等多項與氫能有關的項目。數據顯示,包括德國、法國、英國等八個歐洲國家對氫能的累計投資為:2005年為5.3億歐元,2015-2020年達26.11億歐元,2020-2025年可達143.2億歐元,2025-2030年則達592.1億歐元(其中制氫投資約占50%,加氫站投資約占20%)。
我國氫能發展面臨諸多困境
我國在氫能領域的研究和開發起步不晚,最早可追溯到20世紀60年代初。為發展航天事業,對作為火箭燃料液氫的生產、H2/O2燃料電池的研制與開發進行了大量工作。氫能技術曾一度被列入《科技發展“十五”計劃和2015年遠景規劃(能源領域)》,氫能和燃料電池的科學研究也得到了進一步支持。李青介紹說,在之前的基礎課題(973計劃)和應用性研究(863計劃)方面,國家對于氫能的研究和利用非常重視??萍疾?63項目“十一五”期間的氫能專題系統研究在2008年有不同程度的進展。同年,第十七屆世界氫能大會授予中國科技部部長萬鋼2008年度格羅夫(Grave)獎,以表彰其推動燃料電池汽車方面的貢獻。
“十一五”節能與新能源汽車重大項目的863計劃公布以后,商務部計劃對氫能源汽車研發,對國內企業提供數十億元的資金支持。由此,國內多家汽車企業著手開發氫能源技術。
但是,一個事件明顯拖住了氫能發展的火熱腳步。2007年3月,一封《開發車用動力技術、盡快減輕交通能源壓力的建議》由專家組寫成并聯合簽名,送至相關部門。
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