愛迪生曾說過：“驚奇就是科學的種子。”劉波編著的《綠色能源--氫能》正是一本讓人備感驚奇、超酷超炫的科學書，立足於21世紀的最新科技發展成果，緊跟時代步伐，以獨特的視角、生動的文字、豐富的想像力，全面闡述科學知識、揭秘複雜的科學現象、洞悉自然科學規律，讓你領略到看似枯燥的科學其實很精彩、很有趣。 《綠色能源--氫能》全面系統地介紹了氫能的方方面面。
基本介紹
- 書名：綠色能源--氫能/漫遊科學世界
- 出版社：光明日報出版社
- 頁數：225頁
- 開本：16
- 定價：28.80
- 作者：劉波
- 出版日期：2013年8月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：751124016X
圖書目錄,文摘,序言,
圖書目錄
世界能源問題
什麼是能源
能源危機與希望
中國面臨的能源危機
21世紀能源危機迫在眉睫
世界能源消費預測
能源的可持續發展
新能源發展現狀和趨勢
揭開神秘的面紗——氫的點滴
撥雲見日——氫的發現
神秘的背後——氫的常識
靈活多樣——氫的形態
瑕不掩瑜——氫的性質
潔淨能源——氫能的特點
新能源之星——氫能
綠色、永恆的代言人——氫能的特性
高效無污染的能源
理想且永恆的能源
不斷進步——氫的製取
傳統制氫方法
新的制氫方法
氫氣的儲運和純化
氫氣的儲存
氫氣的純化
氫氣儲運及使用安全問題
風韻獨特——氫能的用途
天上地下——作為燃料
方便快捷——用於發電
核聚變
氫彈
氫氣球
氫能的其他用途
氫與燃料電池
燃料電池概述
燃料電池發展狀況
作為攜帶型電子產品的電源
塵世的奇葩——氫能汽車
偉大的預言
氫能汽車的套用類型
氫能汽車的現在與未來
群雄逐鹿——氫能的開發與利用
氫能在國外
氫能在中國
風光無限——氫能的未來
氫能和氫經濟
徘徊在爭論中的氫經濟
氫能有望取代石油鋪路
附錄 發現氫的幾位主要化學家及其趣聞軼事
海爾蒙特
卡文迪許
安托萬-洛朗·拉瓦錫
什麼是能源
能源危機與希望
中國面臨的能源危機
21世紀能源危機迫在眉睫
世界能源消費預測
能源的可持續發展
新能源發展現狀和趨勢
揭開神秘的面紗——氫的點滴
撥雲見日——氫的發現
神秘的背後——氫的常識
靈活多樣——氫的形態
瑕不掩瑜——氫的性質
潔淨能源——氫能的特點
新能源之星——氫能
綠色、永恆的代言人——氫能的特性
高效無污染的能源
理想且永恆的能源
不斷進步——氫的製取
傳統制氫方法
新的制氫方法
氫氣的儲運和純化
氫氣的儲存
氫氣的純化
氫氣儲運及使用安全問題
風韻獨特——氫能的用途
天上地下——作為燃料
方便快捷——用於發電
核聚變
氫彈
氫氣球
氫能的其他用途
氫與燃料電池
燃料電池概述
燃料電池發展狀況
作為攜帶型電子產品的電源
塵世的奇葩——氫能汽車
偉大的預言
氫能汽車的套用類型
氫能汽車的現在與未來
群雄逐鹿——氫能的開發與利用
氫能在國外
氫能在中國
風光無限——氫能的未來
氫能和氫經濟
徘徊在爭論中的氫經濟
氫能有望取代石油鋪路
附錄 發現氫的幾位主要化學家及其趣聞軼事
海爾蒙特
卡文迪許
安托萬-洛朗·拉瓦錫
文摘
我國的可再生能源有著得天獨厚的優勢，是重要的戰略替代能源，對增加能源供應，改善能源結構，保障能源安全，保護環境具有重要的作用。積極開發和利用核能、太陽能、風能、電能、生物質能、地熱能以及海洋能等可再生能源，是實現我國經濟社會可持續發展能源戰略的必然選擇。
1.我國的能源危機與環境危機凸顯
(1)中國面臨嚴重的能源短缺危機
我國是一個能源生產大國和消費大國，擁有豐富的化石能源資源。2006年，煤炭保有資源量為10345億噸，探明剩餘可采儲量約占全世界的13%，列世界第三位。但是中國的人均能源資源擁有量較低，煤炭和水力資源人均擁有量僅相當於世界平均水平的50%，石油、天然氣人均資源擁有量僅為世界平均水平的1/15左右。能源資源賦存不均衡，開發難度較大，已探明石油、天然氣等優質能源儲量嚴重不足。再加上能源利用技術落後，利用低下，在經濟高速增長的條件下，我國能源的消耗速度比其他國家更快，能源枯竭的威脅可能來得更早、更嚴重。因而，日益增長的對外能源需求造成的能源壓力迫使我們不得不尋找解決能源危機的突圍之路。
(2)不合理的能源結構引發嚴重的環境危機
我國是世界上少數幾個以煤為主要能源的國家，一次性能源生產和消費65%左右為煤炭，大量使用煤炭，使66%的中國城市大氣中顆粒物含量以及22%的城市空氣二氧化硫含量超過國家空氣品質二級標準。長期以來這種以煤炭為主的能源結構和單一的能源消費模式帶來了嚴重的環境污染。伴隨著經濟的快速發展和能源需求量的持續增長，化石燃料燃燒所產生的溫室氣體排放給環境造成了越來越沉重的壓力。面對當前化石能源消耗帶來的嚴重環境危機，調整能源結構已迫在眉睫。
2.發展利用可再生能源
可再生能源是可以永續利用的能源，如水能(小水電)、風能、太陽能、生物質能和海洋能等，不存在資源枯竭問題。目前，世界各國都力推可再生能源，中國更應該把握住發展可再生能源的時代走向，爭取在可再生能源開發利用上走在世界前列，緩解日益加重的能源危機與環境壓力。
(1)中國可再生能源具備良好的資源基礎
我國可再生能源品種齊全，數量多，資源基礎雄厚。我國小型水電可開發量為1.2億千瓦，目前僅開發了不到1/4；全國陸地每年接收的太陽輻射能相當於24000億噸標準煤，如果按陸地面積的1%、平均轉換效率按20%計，一年可提供的能量達48億噸標準煤，相當於2006年全國一次能源消費量(24.6億噸標準煤)的兩倍；我國10米高度層的風能總儲量為32億千瓦，實際可開發為2.53億千瓦，加上近海風力資源，可裝機容量達10億千瓦；生物質能資源也十分豐富，秸稈等農業廢棄物每年約有3.0億噸標準煤，薪柴資源為1.3億噸標準煤，加上城市有機垃圾等，資源總量近7億噸標準煤。通過品種改良和擴大種植，生物能的資源量可以在此水平上再翻一番。此外，還有地熱能和海洋能等，可供大規模長期開發利用。總之，中國可再生能源資源豐富，具有大規模開發的資源條件和技術潛力，可以為未來社會和經濟發展提供足夠的能源，開發利用可再生能源大有可為。
(2)中國可再生能源具備良好的市場基礎
我國可再生能源具有巨大的潛在市場，隨著我國經濟的進一步發展和全面小康建設的推進，必將對能源供應提出新的要求。同時，我國又是一個農業大國，61%的人口生活在農村，農村能源利用率處於較低水平，每年要消耗6億多標準煤的能量，其中一半的能源靠作物秸稈和砍伐樹木獲得，這使得生態環境遭到破壞，荒漠化程度加劇。作為農村能源供應的重要補充，利用可再生能源正在為農村提供氣體燃料、提供生活熱水、為偏遠地區農戶解決無電問題等方面發揮重要作用，直接提高農民生活質量和改善農村環境質量。可再生能源的利用是農村能源與環境協調發展重要途徑。所以，客觀上的迫切需求為可再生能源提供了巨大的市場。
3.中國可再生能源開發現狀與面臨的挑戰
(1)中國可再生能源的產業發展已初具規模 20世紀90年代以來，我國的可再生能源開發利用已經取得顯著進展。2007年，我國可再生能源利用總量居世界首位。2007年我國小水電利用總量占世界一半，水電勘測、設計、施工、安裝和設備製造均達到國際水平，已形成完備的產業體系；2007年，我國光伏電池產量達到100萬千瓦，超過日本，位居世界第一；太陽能熱水器使用量為5200萬平方米，約占全球使用量的40%。據測算，使用1平方米的太陽能熱水器每年可節約120千克標準煤。太陽能利用得到快速發展，在能源供應中占10.32%，居第二位；目前全國已建成併網風力發電裝機容量57萬千瓦，2007年的風電裝機容量達到590萬千瓦，比2006年增加了330萬千瓦2007年，我國可再生能源年開發利用總量折合2.2億噸標準煤，占一次性能源消費總量的8.5%。我國是一個農業大國，生物質能材料來源廣泛，生物質發電裝機容量已達到相當規模，農村年產沼氣102億立方米，相當於1600萬噸煤；沼氣工程實現了標準化生產，沼氣技術服務體系已比較完善；另外我們在可再生能源利用技術上取得很大突破，相當一批技術已發展到商業化初始階段。P12-15
1.我國的能源危機與環境危機凸顯
(1)中國面臨嚴重的能源短缺危機
我國是一個能源生產大國和消費大國，擁有豐富的化石能源資源。2006年，煤炭保有資源量為10345億噸，探明剩餘可采儲量約占全世界的13%，列世界第三位。但是中國的人均能源資源擁有量較低，煤炭和水力資源人均擁有量僅相當於世界平均水平的50%，石油、天然氣人均資源擁有量僅為世界平均水平的1/15左右。能源資源賦存不均衡，開發難度較大，已探明石油、天然氣等優質能源儲量嚴重不足。再加上能源利用技術落後，利用低下，在經濟高速增長的條件下，我國能源的消耗速度比其他國家更快，能源枯竭的威脅可能來得更早、更嚴重。因而，日益增長的對外能源需求造成的能源壓力迫使我們不得不尋找解決能源危機的突圍之路。
(2)不合理的能源結構引發嚴重的環境危機
我國是世界上少數幾個以煤為主要能源的國家，一次性能源生產和消費65%左右為煤炭，大量使用煤炭，使66%的中國城市大氣中顆粒物含量以及22%的城市空氣二氧化硫含量超過國家空氣品質二級標準。長期以來這種以煤炭為主的能源結構和單一的能源消費模式帶來了嚴重的環境污染。伴隨著經濟的快速發展和能源需求量的持續增長，化石燃料燃燒所產生的溫室氣體排放給環境造成了越來越沉重的壓力。面對當前化石能源消耗帶來的嚴重環境危機，調整能源結構已迫在眉睫。
2.發展利用可再生能源
可再生能源是可以永續利用的能源，如水能(小水電)、風能、太陽能、生物質能和海洋能等，不存在資源枯竭問題。目前，世界各國都力推可再生能源，中國更應該把握住發展可再生能源的時代走向，爭取在可再生能源開發利用上走在世界前列，緩解日益加重的能源危機與環境壓力。
(1)中國可再生能源具備良好的資源基礎
我國可再生能源品種齊全，數量多，資源基礎雄厚。我國小型水電可開發量為1.2億千瓦，目前僅開發了不到1/4；全國陸地每年接收的太陽輻射能相當於24000億噸標準煤，如果按陸地面積的1%、平均轉換效率按20%計，一年可提供的能量達48億噸標準煤，相當於2006年全國一次能源消費量(24.6億噸標準煤)的兩倍；我國10米高度層的風能總儲量為32億千瓦，實際可開發為2.53億千瓦，加上近海風力資源，可裝機容量達10億千瓦；生物質能資源也十分豐富，秸稈等農業廢棄物每年約有3.0億噸標準煤，薪柴資源為1.3億噸標準煤，加上城市有機垃圾等，資源總量近7億噸標準煤。通過品種改良和擴大種植，生物能的資源量可以在此水平上再翻一番。此外，還有地熱能和海洋能等，可供大規模長期開發利用。總之，中國可再生能源資源豐富，具有大規模開發的資源條件和技術潛力，可以為未來社會和經濟發展提供足夠的能源，開發利用可再生能源大有可為。
(2)中國可再生能源具備良好的市場基礎
我國可再生能源具有巨大的潛在市場，隨著我國經濟的進一步發展和全面小康建設的推進，必將對能源供應提出新的要求。同時，我國又是一個農業大國，61%的人口生活在農村，農村能源利用率處於較低水平，每年要消耗6億多標準煤的能量，其中一半的能源靠作物秸稈和砍伐樹木獲得，這使得生態環境遭到破壞，荒漠化程度加劇。作為農村能源供應的重要補充，利用可再生能源正在為農村提供氣體燃料、提供生活熱水、為偏遠地區農戶解決無電問題等方面發揮重要作用，直接提高農民生活質量和改善農村環境質量。可再生能源的利用是農村能源與環境協調發展重要途徑。所以，客觀上的迫切需求為可再生能源提供了巨大的市場。
3.中國可再生能源開發現狀與面臨的挑戰
(1)中國可再生能源的產業發展已初具規模 20世紀90年代以來，我國的可再生能源開發利用已經取得顯著進展。2007年，我國可再生能源利用總量居世界首位。2007年我國小水電利用總量占世界一半，水電勘測、設計、施工、安裝和設備製造均達到國際水平，已形成完備的產業體系；2007年，我國光伏電池產量達到100萬千瓦，超過日本，位居世界第一；太陽能熱水器使用量為5200萬平方米，約占全球使用量的40%。據測算，使用1平方米的太陽能熱水器每年可節約120千克標準煤。太陽能利用得到快速發展，在能源供應中占10.32%，居第二位；目前全國已建成併網風力發電裝機容量57萬千瓦，2007年的風電裝機容量達到590萬千瓦，比2006年增加了330萬千瓦2007年，我國可再生能源年開發利用總量折合2.2億噸標準煤，占一次性能源消費總量的8.5%。我國是一個農業大國，生物質能材料來源廣泛，生物質發電裝機容量已達到相當規模，農村年產沼氣102億立方米，相當於1600萬噸煤；沼氣工程實現了標準化生產，沼氣技術服務體系已比較完善；另外我們在可再生能源利用技術上取得很大突破，相當一批技術已發展到商業化初始階段。P12-15
序言
人們常常提到的綠色能源，如太陽能、氫能、風能等，但另一類綠色能源，就是綠色植物給我們提供的燃料，我們就管它叫做綠色能源，又叫生物能源或物質能源。其實，綠色能源是一種古老的能源，千萬年來，我們的祖先都是伐樹、砍柴燒飯、取暖、生息繁衍。這樣生存的後果是給自然生態平衡帶來了嚴重的破壞。沉痛的歷史教訓告訴我們，利用生物能源，維持人類的生存，甚至造福於人類，必須按照它的自然規律辦事，既要利用它，又要保護它，發展它，使自然生態系統保持良性循環。
綠色能源也稱清潔能源，它可分為狹義和廣義兩種概念。狹義的綠色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太陽能、風能、地熱能和海洋能。這些能源消耗之後可以恢復補充，很少產生污染。廣義的綠色能源則包括在能源的生產及其消費過程中，選用對生態環境低污染或無污染的能源，如天然氣、清潔煤(將煤通過化學反應轉變成煤氣或“煤”油，通過高新技術嚴密控制的燃燒轉變成電力)和核能等等。
氫能是通過氫氣和氧氣反應所產生的能量。氫能是氫的化學能，氫在地球上主要以化合態的形式出現，是宇宙中分布最廣泛的物質，它構成了宇宙質量的75%，二次能源。氫能在二十一世紀有可能在世界能源舞台上成為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，每千克氫燃燒後的熱量，約為汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃燒的產物是水，是世界上最乾淨的能源。資源豐富，氫氣可以由水製取，而水是地球上最為豐富的資源，演繹了自然物質循環利用、持續發展的經典過程。
氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，人類對氫能套用自200年前就產生了興趣，到20世紀70年代以來，世界上許多國家和地區就廣泛開展了氫能研究。中國對氫能的研究與發展可以追溯到20世紀60年代初，中國科學家為發展本國的航天事業，對作為火箭燃料的液氫的生產、H2/O2燃料電池的研製與開發進行了大量而有效的工作。將氫作為能源載體和新的能源系統進行開發，則是從20世紀70年代開始的。現在，為進一步開發氫能，推動氫能利用的發展，氫能技術已被列入《科技發展“十五”計畫和2015年遠景規劃(能源領域)》。
綠色能源也稱清潔能源，它可分為狹義和廣義兩種概念。狹義的綠色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太陽能、風能、地熱能和海洋能。這些能源消耗之後可以恢復補充，很少產生污染。廣義的綠色能源則包括在能源的生產及其消費過程中，選用對生態環境低污染或無污染的能源，如天然氣、清潔煤(將煤通過化學反應轉變成煤氣或“煤”油，通過高新技術嚴密控制的燃燒轉變成電力)和核能等等。
氫能是通過氫氣和氧氣反應所產生的能量。氫能是氫的化學能，氫在地球上主要以化合態的形式出現，是宇宙中分布最廣泛的物質，它構成了宇宙質量的75%，二次能源。氫能在二十一世紀有可能在世界能源舞台上成為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，每千克氫燃燒後的熱量，約為汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃燒的產物是水，是世界上最乾淨的能源。資源豐富，氫氣可以由水製取，而水是地球上最為豐富的資源，演繹了自然物質循環利用、持續發展的經典過程。
氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，人類對氫能套用自200年前就產生了興趣，到20世紀70年代以來，世界上許多國家和地區就廣泛開展了氫能研究。中國對氫能的研究與發展可以追溯到20世紀60年代初，中國科學家為發展本國的航天事業，對作為火箭燃料的液氫的生產、H2/O2燃料電池的研製與開發進行了大量而有效的工作。將氫作為能源載體和新的能源系統進行開發，則是從20世紀70年代開始的。現在，為進一步開發氫能，推動氫能利用的發展，氫能技術已被列入《科技發展“十五”計畫和2015年遠景規劃(能源領域)》。
