能(néng)源可(kě)分(fēn)為(wèi)“過程性能(néng)源”和“含能(néng)體(tǐ)能(néng)源”。當今電(diàn)能(néng)就是應用(yòng)最廣的“過程性能(néng)源”；柴油、汽油則是應用(yòng)最廣的“含能(néng)體(tǐ)能(néng)源”。
由于目前“過程性能(néng)源”尚不能(néng)大量地直接貯存，因此汽車(chē)、輪船、飛機等機動性強的現代交通運輸工(gōng)具(jù)就無法直接使用(yòng)從發電(diàn)廠輸出來的電(diàn)能(néng)，隻能(néng)采用(yòng)像柴油、汽油這一類“含能(néng)體(tǐ)能(néng)源”。可(kě)見，過程性能(néng)源和含能(néng)體(tǐ)能(néng)源是不能(néng)互相替代的，各有(yǒu)自己的應用(yòng)範圍。
随着，人們将目光也投向尋求新(xīn)的“含能(néng)體(tǐ)能(néng)源”，作(zuò)為(wèi)二次能(néng)源的電(diàn)能(néng)，可(kě)從各種一次能(néng)源中(zhōng)生産(chǎn)出來，例如煤炭、石油、天然氣、太陽能(néng)、風能(néng)、水力、潮汐能(néng)、地熱能(néng)、核燃料等均可(kě)直接生産(chǎn)電(diàn)能(néng)。而作(zuò)為(wèi)二次能(néng)源的汽油和柴油等則不然，生産(chǎn)它們幾乎完全依靠化石燃料。
随着化石燃料耗量的日益增加，其儲量日益減少，終有(yǒu)一天這些資源将要枯竭，這就迫切需要尋找一種不依賴化石燃料的、儲量豐富的新(xīn)的含能(néng)體(tǐ)能(néng)源。
新(xīn)能(néng)源又(yòu)稱非常規能(néng)源。是指傳統能(néng)源之外的各種能(néng)源形式。指剛開始開發利用(yòng)或正在積極研究、有(yǒu)待推廣的能(néng)源，如太陽能(néng)、氫能(néng)，地熱能(néng)、風能(néng)、海洋能(néng)、生物(wù)質(zhì)能(néng)和核聚變能(néng)等由于它具(jù)有(yǒu)清潔、無污染、可(kě)再生的特點，符合可(kě)持續發展和綠色發展的要求而受到世界各國(guó)的重視，已成為(wèi)全球能(néng)源領域投資的熱點。
下面讓我們來重點了解一下氫能(néng)、海洋能(néng)和生物(wù)質(zhì)能(néng)。
氫能(néng)是通過氫氣和氧氣反應所産(chǎn)生的能(néng)量。氫能(néng)是氫的化學(xué)能(néng)，氫在地球上主要以化合态的形式出現，是宇宙中(zhōng)分(fēn)布最廣泛的物(wù)質(zhì)，它構成了宇宙質(zhì)量的75%，二次能(néng)源。工(gōng)業上生産(chǎn)氫的方式很(hěn)多(duō)，常見的有(yǒu)水電(diàn)解制氫、煤炭氣化制氫、重油及天然氣水蒸氣催化轉化制氫等。
氫具(jù)有(yǒu)高揮發性、高能(néng)量，是能(néng)源載體(tǐ)和燃料，同時氫在工(gōng)業生産(chǎn)中(zhōng)也有(yǒu)廣泛應用(yòng)。現在工(gōng)業每年用(yòng)氫量為(wèi)5500億立方米，氫氣與其它物(wù)質(zhì)一起用(yòng)來制造氨水和化肥，同時也應用(yòng)到汽油精(jīng)煉工(gōng)藝、玻璃磨光、黃金焊接、氣象氣球探測及食品工(gōng)業中(zhōng)。液态氫可(kě)以作(zuò)為(wèi)火箭燃料，因為(wèi)氫的液化溫度在－253℃。
作(zuò)為(wèi)能(néng)源，氫有(yǒu)以下特點：
- （1）、所有(yǒu)元素中(zhōng)，氫重量最輕。在标準狀态下，它的密度為(wèi)0.0899g/l；在-252.7°C時，可(kě)成為(wèi)液體(tǐ)，若将壓力增大到數百個大氣壓，液氫就可(kě)變為(wèi)固體(tǐ)氫。
- （2）、所有(yǒu)氣體(tǐ)中(zhōng)，氫氣的導熱性最好，比大多(duō)數氣體(tǐ)的導熱系數高出10倍，因此在能(néng)源工(gōng)業中(zhōng)氫是極好的傳熱載體(tǐ)。
- （3）、氫是自然界存在最普遍的元素，據估計它構成了宇宙質(zhì)量的75％，除空氣中(zhōng)含有(yǒu)氫氣外，它主要以化合物(wù)的形态貯存于水中(zhōng)，而水是地球上最廣泛的物(wù)質(zhì)。據推算，如把海水中(zhōng)的氫全部提取出來，它所産(chǎn)生的總熱量比地球上所有(yǒu)化石燃料放出的熱量還大9000倍。
- （4）、除核燃料外氫的發熱值是所有(yǒu)化石燃料、化工(gōng)燃料和生物(wù)燃料中(zhōng)最高的，為(wèi)142,351kJ/kg，是汽油發熱值的3倍。
- （5）、氫燃燒性能(néng)好，點燃快，與空氣混合時有(yǒu)廣泛的可(kě)燃範圍，而且燃點高，燃燒速度快。
- （6）、氫本身無毒，與其他(tā)燃料相比氫燃燒時最清潔，除生成水和少量氨氣外不會産(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物(wù)、鉛化物(wù)和粉塵顆粒等對環境有(yǒu)害的污染物(wù)質(zhì)，少量的氨氣經過适當處理(lǐ)也不會污染環境巨，而且燃燒生成的水還可(kě)繼續制氫，反複循環使用(yòng)。
- （7）、氫能(néng)利用(yòng)形式多(duō)，既可(kě)以通過燃燒産(chǎn)生熱能(néng)，在熱力發動機中(zhōng)産(chǎn)生機械功，又(yòu)可(kě)以作(zuò)為(wèi)能(néng)源材料用(yòng)于燃料電(diàn)池，或轉換成固态氫用(yòng)作(zuò)結構材料。用(yòng)氫代替煤和石油，不需對現有(yǒu)的技(jì )術裝(zhuāng)備作(zuò)重大的改造現在的内燃機稍加改裝(zhuāng)即可(kě)使用(yòng)。
- （8）、氫可(kě)以以氣态、液态或固态的氫化物(wù)出現，能(néng)适應貯運及各種應用(yòng)環境的不同要求。
1928年，德(dé)國(guó)齊柏林公(gōng)司利用(yòng)氫的巨大浮力，制造了世界上第一艘“LZ—127齊柏林”号飛艇，首次把人們從德(dé)國(guó)運送到南美洲，實現了空中(zhōng)飛渡大西洋的航程。
大約經過了十年的運行，航程16萬多(duō)公(gōng)裏，使1.3萬人領受了上天的滋味，這是氫氣的奇迹。
本世紀50年代，美國(guó)利用(yòng)液氫作(zuò)超音速和亞音速飛機的燃料，使B57雙引擎辍炸機改裝(zhuāng)了氫發動機，實現了氫能(néng)飛機上天。
特别是1957前蘇聯宇航員加加林乘坐(zuò)人造地球衛星遨遊太空和1963年美國(guó)的宇宙飛船上天，緊接着1968年阿波羅号飛船實現了人類首次登上月球的創舉。這一切都依靠着氫燃料的功勞。
面向科(kē)學(xué)的21世紀，先進的高速遠(yuǎn)程氫能(néng)飛機和宇航飛船，商(shāng)業運營的日子已為(wèi)時不遠(yuǎn)。氫能(néng)作(zuò)為(wèi)一種清潔、高效、安(ān)全、可(kě)持續的新(xīn)能(néng)源，被視為(wèi)21世紀最具(jù)發展潛力的清潔能(néng)源，是人類的戰略能(néng)源發展方向。
世界各國(guó)如冰島、中(zhōng)國(guó)、德(dé)國(guó)、日本和美國(guó)等不同的國(guó)家之間在氫能(néng)交通工(gōng)具(jù)的商(shāng)業化的方面已經出現了激烈的競争。雖然其它利用(yòng)形式是可(kě)能(néng)的（例如取暖、烹饪、發電(diàn)、航行器、機車(chē)），但氫能(néng)在小(xiǎo)汽車(chē)、卡車(chē)、公(gōng)共汽車(chē)、出租車(chē)、摩托車(chē)和商(shāng)業船上的應用(yòng)已經成為(wèi)焦點。
大型電(diàn)站，無論是水電(diàn)、火電(diàn)或核電(diàn)，都是把發出的電(diàn)送往電(diàn)網，由電(diàn)網輸送給用(yòng)戶。但是各種用(yòng)電(diàn)戶的負荷不同，電(diàn)網有(yǒu)時是高峰，有(yǒu)時是低谷。為(wèi)了調節峰荷、電(diàn)網中(zhōng)常需要啓動快和比較靈活的發電(diàn)站，氫能(néng)發電(diàn)就最适合搶演這個角色。利用(yòng)氫氣和氧氣燃燒，組成氫氧發電(diàn)機組。這種機組是火箭型内燃發動機配以發電(diàn)機，它不需要複雜的蒸汽鍋爐系統，因此結構簡單，維修方便，啓動迅速，要開即開，欲停即停。在電(diàn)網低負荷時，還可(kě)吸收多(duō)餘的電(diàn)來進行電(diàn)解水，生産(chǎn)氫和氧，以備高峰時發電(diàn)用(yòng)。這種調節作(zuò)用(yòng)對于用(yòng)網運行是有(yǒu)利的。
另外，氫和氧還可(kě)直接改變常規火力發電(diàn)機組的運行狀況，提高電(diàn)站的發電(diàn)能(néng)力。 更新(xīn)的氫能(néng)發電(diàn)方式是氫燃料電(diàn)池。這是利用(yòng)氫和氧（成空氣）直接經過電(diàn)化學(xué)反應而産(chǎn)生電(diàn)能(néng)的裝(zhuāng)置。換言之，也是水電(diàn)解槽産(chǎn)生氫和氧的逆反應。
70年代以來，日美等國(guó)加緊研究各種燃料電(diàn)池，現已進入商(shāng)業性開發，日本已建立萬千瓦級燃料電(diàn)池發電(diàn)站，美國(guó)有(yǒu)30多(duō)家廠商(shāng)在開發燃料電(diàn)池.德(dé)、英、法、荷、丹、意和奧地利等國(guó)也有(yǒu)20多(duō)家公(gōng)司投入了燃料電(diàn)池的研究，這種新(xīn)型的發電(diàn)方式已引起世界的關注。
随着制氫技(jì )術的發展和化石能(néng)源的缺少，氫能(néng)利用(yòng)遲早将進入家庭，首先是發達的大城市，它可(kě)以像輸送城市煤氣一樣，通過氫氣管道送往千家萬戶。每個用(yòng)戶則采用(yòng)金屬氫化物(wù)貯罐将氫氣貯存，然後分(fēn)别接通廚房竈具(jù)、浴室、氫氣冰箱、空調機等等，并且在車(chē)庫内與汽車(chē)充氫設備連接。人們的生活靠一條氫能(néng)管道，可(kě)以代替煤氣、暖氣甚至電(diàn)力管線(xiàn)，連汽車(chē)的加油站也省掉了。這樣清潔方便的氫能(néng)系統，将給人們創造舒适的生活環境，減輕許多(duō)繁雜事務(wù)。作(zuò)為(wèi)新(xīn)能(néng)源，其安(ān)全性受到人們的普遍關注。
從技(jì )術方面講，氫的使用(yòng)是絕對安(ān)全的。氫在空氣中(zhōng)的擴散性很(hěn)強，氫洩漏或燃燒時，可(kě)以很(hěn)快地垂直升到空氣中(zhōng)并消失得無影無蹤，氫本身沒有(yǒu)毒性及放射性，不會對人體(tǐ)産(chǎn)生傷害，也不會産(chǎn)生溫室效應。
