(思进注:近日,因俄乌冲突,能源问题几乎每天刷屏,各类分析更是众说纷纭,注意到有些分析是事实的陈述、逻辑自洽;不过,好些判断则可能失之偏颇。恰好在近10年前由我策划,和庞忠甲先生合著的《能源超限战》(2016年06月01日出版)分析了能源问题的方方面面,特别是结论点出:“人与动物的差别不在于对工具的利用,更在于对能源的利用。一直以来,能源危机之说虚虚实实。石油和矿物燃料告罄有日,而新能源尤其是非常规油气资源的发展,却使得当代能源危机成为一个伪命题”……现在看来毫不过时,那就从07月06日开始,特选摘其中部分内容,和大家分享……)

一周能源动态1027(能源超限战连载54)(1)

“能源峡谷”云雾缭绕---当代能源危机虚虚实实

(接上)(六)海洋能

海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量。海洋能指的是依附在海水中的几种可再生能源包括:

(1)潮汐能。地球和天体运动以及它们之间的相互作用而引起海水涨落的潮汐现象,从而产生以位能形态出现的潮汐能,其能量与潮量和潮差成正比,开发利用的基本方式同建水电站相似,但“低水头、大流量”。

海潮每天两次涨落,比风能和太阳能具有更强的预测性,是相当可靠的自然能源。海洋学家预估世界上潮汐发电能力在10亿千瓦以上;中国潮汐能的理论蕴藏量达到1.1亿千瓦,在中国沿海,特别是东南沿海有很多能量密度较高。

20世纪初,欧、美一些国家开始研究潮汐发电。第一座具有商业实用价值的潮汐电站是1967年建成的法国郎斯(Rance)电站,装有24台双向涡轮发电机,涨潮、落潮都能发电。总装机容量24万千瓦,年发电量5亿多度,输入国家电网。2011年韩国建成世界上最大的25.4 万千瓦潮汐发电站。中国温州拟建世界最大规模潮汐能电站,容量40万千瓦,总投资335亿。

潮汐发电的主要研究与开发国家包括法国、俄罗斯、加拿大、中国和英国等。迄今为止,潮汐发电是海洋能中技术最成熟和利用规模最大的一种,但发电成本仍是目前阻碍潮汐能电站发展的最重要因素,例如法国朗斯电站基建总费用为5.7亿法郎(约1亿美元), 若按1973年的实际发电量计算,每度电的成本大概是常规水力发电的2.5倍;而且设施可靠性至今尚未取得人们期待的成果,限制了发展速度。

其他类型的海洋能还处于较小规模的研试发展阶段。

(2)波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。

(3)温差能是以热能形态出现的海洋能,又称海洋热能。

(4)盐差能是以化学能形态出现的海洋能。

(5)海流能是指海水流动的动能,主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动。

(八)氢能

氢(H——Hydrogen),具有高挥发性、高能量,是能源载体和燃料。氢能被视为21世纪最具发展潜力的一种清洁、高效、安全、可持续的新型二次能源,在军事,航空、交通工具及发电方面有广泛的应用前景,是战略性能源发展方向。

氢能主要有以下两种利用方式:

1、 利用氢和氧化剂发生反应释放出热能,如在热力发动机中充当燃料产生机械功;

2、 利用氢和氧化剂在催化剂作用下获取电能,如通过燃料电池进行化学反应直接生产电能;

氢气是一种高能燃料,氢氧焰温度高达2800,其热值是液化汽的三倍;无色无味,没有毒性及放射性,它可来源于水,燃烧后又生成水,不会损害人体或环境;因此被誉为二十一世纪最环保的绿色可再生能源。

氢的安全性受到人们的普遍关注。从技术特性而言,氢气分子量最小,扩散速度快,单位体积的爆炸能很低,当氢泄漏或燃烧时,可以很快地垂直升到空气中并消失得无影无踪,所以是十分安全的;但爆炸极限较宽、着火下限低、容易泄漏、火焰温度高和传播速度快、发生氢脆现象等是不利于安全的因素。

对氢燃料电池车而言,氢的安全利用显得尤为重要。需要通过严格的储氢罐制造标准和泄漏检测手段,在氢气中加入气味剂,设计安全可靠的输氢线路和启动系统,以将危险降低到最低程度。

与其他燃料相比,氢气并不是一种更加危险的气体,在某些方面,氢气其实更加安全。如在汽车着火试验中,分别将装有氢气和天然汽油燃料罐点燃,结果氢气作为燃料的汽车着火后,氢气剧烈燃烧,由于氢气是最轻的气体,比重还不到空气的十四分之一,所以火焰总是向上冲,对汽车的损坏比较缓慢,车内人员有较长时间逃生;不会出现像汽油、天然气、乙炔等气体的聚集危险。例如天然气燃料的汽车着火后,由于天然气比空气重,火焰会向汽车四周蔓延,包围了汽车,容易伤及车内人员。

1928年,德国齐柏林公司利用氢的巨大浮力,制造了世界上第一艘“齐柏林”号飞艇,首次把人们从德国运送到南美洲,实现了空中飞渡大西洋的航程。上世纪50年代,美国利用液氢作超音速和亚音速飞机的燃料,将B57双引擎辍炸机改装了氢发动机,实现了氢能飞机上天。1957前苏联宇航员加加林乘坐人造地球卫星遨游太空,1963年美国的宇宙飞船上天,紧接着1968年阿波罗号飞船实现了人类首次登上月球的创举;这一切都倚仗着氢燃料。

以氢气代替汽油作汽车发动机的燃料,已经过日本、美国、德国等许多汽车公司的试验,正面技术上可行。氢气燃烧不仅热值高,而且火焰传播速度快,点火能量低(容易点着),所以氢能汽车比汽油汽车的燃料利用效率高很多。

储氢合金技术的发展,给氢气的利用开辟了一条广阔的道路。

某些金属具有很强的捕捉氢的能力,在一定的温度和压力条件下,这些金属能够大量“吸收”氢气,反应生成金属氢化物,同时放出热量。其后,将这些金属氢化物加热,它们又会分解,将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸收”氢气的金属,称为储氢合金。(待续)

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