一、引言
第一类能源（来自地球以外）包括：太阳辐射能，煤，石油，油页岩，天然气，草木燃料，沼气和其他由于光合作用而固定下来的太阳能风，流水，海流，波浪海洋热能，直接太阳能第二类能源（来自地球内部）包括：宇宙射线，流星和其他星际物质带进地球大气的能量地球热能原子能地震，火山活动地下热水和地热蒸气（包括温泉和沸泉）热岩层铀，钛，硼，氚等 第三类能源（来自地球和其他大体的相互作用）包括：潮汐能，电能，氢能，煤油，汽油，柴油，酒精，甲醇，丙烷，苯胺，肼，氨，硝化棉和硝化甘油，黑色火药等 二次能源是联系一次能源和能源用户的中间纽带。
二次能源又可分为”过程性能源”和”合能体能源”。当今电能就是应用最广的”过程性能源”；柴油、汽油则是应用最广的”合能体能源”。过程性能源和含能体能源是不能互相替代的，各有自己的应用范围。作为二次能源的电能，可从各种一次能源中生产出来，例如煤炭、石油、天然气、太阳能、风能、水力、潮汐能、地热能、核燃料等均可直接生产电能。而作为二次能源的汽油和柴油等则不然，生产它们几乎完全依靠化石燃料。随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的、储量丰富的新的含能体能源。氢能正是一种理想的新的合能体能源。 美国总统布什今年初签署了一项指令，决定今后五年为开发氢能拨款17亿美元，目的是将美国对石油矿物能源的依赖减少到最低程度。他说：“一旦美国的氢能开发进人商业化，我们就能在204o 年以前至少使每天的石油消耗量减少1100万桶。”
二、化石燃料带来环境问题
2.1温室效应
石油、煤炭、天然气燃烧产物是二氧化碳，是温室气体，造成地球温度逐年升高。 工业革命前大气中CO2含量是280ppm，如按目前增长的速度，到2100年CO2含量将增加到550ppm，即几乎增加一倍。根据大气运动规律和物理状态变化规律，设计成数值模式进行计算。不过，由于人们对大气运动变化规律认识得还不够完善，采取的简化计算办法不同，各个模式的计算结果常相差很大。为此，80年代美国科学院组织了评估委员会，对这些模式的结果进行研究和综合评估，最终得出CO2倍增后全球平均气温将上升3℃土1.5℃，即1.5℃－4.5℃。这就是对本问题最有权威的组织一联合国IPCC第一次（报告》中采用的数字。这一来便引起一严重后果，即两极和格陵兰的冰盖会发生融化，引起海平面上升。北半球高纬度大陆的冻土带也会融化或变薄，引起大范围地区沼泽化。还有，海洋变暖后海水体积膨胀也会引起海平面升高。CO2增加不仅使全球变暖，还将造成全球大气环流调整和气候带向极地扩展。包括我国北方在内的中纬度地区降水将减少，加上升温使蒸发加大，因此气候将趋干旱化。
2.2 酸性气体及酸雨
化石燃料中有杂质，特别是硫、氮、磷、砷等，燃烧产物酸性，造成大气污染和酸雨。 酸雨的形成是一个复杂的大气化学和大气物理过程，主要是由废气中的SOX和NOX造成的。汽油和柴油都有含硫化合物，燃烧时排放出SOZ，金属硫化物矿在冶炼过程也要释放出大量SO。这些SO2通过气相或液相的氧化反应产生硫酸。酸雨对环境有多方面的危害：使水域和土壤酸化，损害农作物和林木生长，危害渔业生产(PH值小于48时，鱼类就会消失);腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹也危害人类健康。因此酸雨会破坏生态平衡，造成很大经济损失。此外，酸雨可随风飘移而降落到几千里外，导致大范围的公害。因此，酸雨已被公认为全球性的重大环境问题之一。
2.3城市大气污染
城市大气污染源主要来自于化石燃料。汽车尾气排放，包括一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、燃烧不完全的烃类、铅化合物等。l吨汽油通过汽车发动机燃烧产生动力后，要排出10千克一70千克的废气。另外，还有从燃料和燃烧系统中泄漏出李的汽油和气体，约有20千克一40公斤。排出的废气中含有150种一200种不同的化合物，以及铅尘、炭黑等颗粒物质。汽车发动机空档运转时排出一氧化碳最多，约占排气量的5％。汽车缓慢行驶时用汽管喷出的烟是黑的，这说明燃料燃烧不完全，很多炭粒随气体排出。汽车高速行驶时，车尾喷出团团白烟，此时排气量最大，白烟中氮氧化物含量很高，这是汽油在高温燃烧下产生的一种有害气体。 居民燃烧煤炭及工业和发电厂排放的粉尘。由于粉尘具有很强的吸附能力，能把SO2、氮氧化物、苯并茂（致癌物质）等吸附在表面。长期吸人粉尘颗粒，超过呼吸系统保护能力，肺部就会产生弥漫性的纤维组织增生，即日常所谓的尘肺病，如支气管炎、肺结核、肺气肿、肺心病等症，尤其接触镍尘和石棉粉尘的人，易引起肺癌等症。镉尘对人体危害的主要靶器官是肾和肺。含硫污染物多数是硫化氢和二氧化硫。H2S是火山口放出的气体之一，具“臭鸡蛋”味，无色，纯品毒性几乎接近氰化氢。空气中含少量H2S会弓！起头痛，含大量H2S则引起心脏和肺神经中枢麻痹，会造成昏厥和死亡。SO2是一种刺激性气体，使呼吸系统生理功能减退，肺泡弹性减弱，引起支气管症、哮喘、肺气肿等。SO2单独作用有限，但常和飘尘结合危害人体健康，伦敦型烟雾事故就是这个缘故。
三、氢能的环境价值
3.1氢能的特点
(1)所有元素中，氢重量最轻。在标准状态下，它的密度为0．08999g／l；在一252．7℃时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢就可变为金属氢。
(2)所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。
(3)氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大90O0倍。
(4)除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142，351kJ/Kg，是汽油发热值的3倍。
(5)氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。
(6)）氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境巨，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。
(7)氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造现在的内燃机稍加改装即可使用。
(8)氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。
3.2展望未来氢能社会
1)化石能源（石油、煤炭、天然气）全部封存，留作化工原料，造福子孙，用氢气代替化石燃料。停止了煤炭开采，也就停止了对地壳的破坏，如此便少了许多的塌方事故与山地滑坡。小煤窑一直是困扰政府和人民的重大安全问题，如此便少了“血汗煤”，也不会再有家庭去为井下的工人提心吊胆，更没有废矿石堆积地面，下雨时的污水横流，危害人们的身体健康；没有了石油运输，也就没有了巨型油轮的长途运送，没有了石油的泄漏，海滩的污染，海鸟的哭泣。
2)取消远距离高压输电，取消跨省市地区的大电网，代以远近距离管道输氢，通过管道网，送氢气至千家万户。用一根管道代替了密密麻麻的管线，不仅建筑施工方便，经营方便，而且便于检查维修，去除了许多安全隐患，“一气多用，方便万家”。
3)各种类型空气一氢燃料电池成为普遍采用的发电工具。普通电池里装的是活性物质，一发电就消耗活性物质，当活性物质用完，电池就不放电了，不能再用。而且经常会有汞、镉等物质污染水源及土壤，危害自然环境及动植物生长，而且回收再利用不便。而氢燃料电池的活性物质在电池的外面，其工作时间长短取决于携带氢气的多少，只要有足够的氢气和空气供给，就会不断地发电，不仅使用起来清洁，不会产生污染物质，而且可多次使用，符合绿色环保观念。
4)取缔内燃机动力，汽车火车改用空气——氢燃料电池启动的电力机车。它利用氢和氧化学反应，所产生的只是电、热和水蒸气，惟一的副产品就是水，真正达到排放零污染。水又是制氢的原料，整个过程是循环和清洁的。燃料电池车工作过程不涉及燃烧，无机械损耗，比蒸汽机、内燃机等能量转换效率高得多。丰田等汽车公司实验得出结论，汽油车效率从油箱到车轮为16％，而氢燃料电池车为60％，效率提高近四倍。
另外，燃料电池车很少需要维修，因为氢气里没有腐蚀性的杂质，也没有碳阻塞燃烧室。没必要老去修理厂保养和维修。它没有传统的发动机、变速箱和机械传动装置，只是在底盘上安装了由氢燃料罐和电池组成的新型驱动装置，采用控制技术，4台电机分别由计算机控制，驱动连接4个车轮。装有卫星定位系统的车，可以很方便地驾驶，车可以做各方向的运动，甚至在泊车时，像螃蟹一样横行识要很小的地方就能自如停放车，可谓时代绿色概念车。
5)消灭了一切能源污染隐患和内燃机车噪音源。经过改进的氢制取，将抛弃有污染的生产方，采用生物方式或电解产氢，如此便没有了过程的污染威胁，同时还减少的对其工作人员身体健康的威胁。因为是燃料电池，所以没有了普通的燃烧室，没有了活塞与杠杆的摩擦噪声，一个安静行使着的车是我们梦寐以求的。
6）每个城市和家庭有能源供应和回收的完善循环系统。一个能量利用的安全及有效的概念，不必要对过程的副产品担心，不必再有抽油烟机,排风风扇之类的麻烦，人类利用氢能的过程就是一个只将能量提取出来的过程，没有有害物质产生的完善系统。 总之，氢经济社会是人类历史上能量利用率最高的社会，是无污染无噪音的绿色天堂，这并不是梦，而是在于我们每一个人的不懈努力，在于不灭的对自然的热爱，在于每一份对理想世界的执著！
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