二十一世纪的能源有哪些?

1.可燃冰是一种新能源.可燃冰的学名为“天然气水合物”,是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”.“冰块”里甲烷占80%—99.9%,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要小得多.西方科学家称其为“21世纪能源”或“未来能源”.1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水.科学家估计,海底可燃冰分布的范围约4000万平方公里,占海洋总面积的10%,海底可燃冰的储量够人类使用1000年.
据专家估计,全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间.按照目前的消耗速度,再有50－60年,全世界的石油资源将消耗殆尽.可燃冰的发现,让陷入能源危机的人类看到一条新的出路.
迄今,世界上至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探.美国在1998年把可燃冰作为国家发展的战略能源列入*长远计划,计划到2015年进行商业性试开采.日本关注可燃冰是在1992年,目前,已基本完成周边海域的可燃冰调查与评价,钻探了7口探井,圈定了12块矿集区,并成功取得可燃冰样本.它的目标是在2010年进行商业性试开采.
但人类要开采埋藏于深海的可燃冰,尚面临着许多新问题.有学者认为,在导致全球气候变暖方面,甲烷所起的作用比二氧化碳要大10—20倍.而可燃冰矿藏哪怕受到最小的破坏,都足以导致甲烷气体的大量泄漏.另外,陆缘海边的可燃冰开采起来十分困难,一旦出了井喷事故,就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害.
由此可见,可燃冰在作为未来新能源的同时,也是一种危险的能源.可燃冰的开发利用就像一柄“双刃剑”,需要小心对待.
2.当化石燃料危机以及由此带来的环境危机越来越成为关系国计民生和人类未来的重要问题的时候,一个全新的“氢能经济”的蓝图正在逐步形成.
氢能是一种完全清洁的新能源和可再生能源.它是利用化石燃料、核能和可再生能源等来生产氢气,氢气可直接用作燃料,也可通过燃料电池通过电化学反应直接转换成电能,用于发电及交通运输等,还可用作各种能源的中间载体.氢作为燃料用于交通运输、热能和动力生产中时,具有高效率、高效益的特点,而且氢反应的产物是水和热,是真正意义上的清洁能源和可持续能源,这对能源可持续性利用、环境保护、降低空气污染与大气温室效应方面将产生革命性的影响.氢可作为一种储备的能源,如果利用丰富的过剩电能实现电解水制氢,可以建独立的氢供应站,不必区域联网.因此,氢与可再生一次能源相结合可以满足未来能源的所有需求.目前,以美国为
代表的世界各国正以前所未有的速度和力度加强对氢能和燃料
(a) 不可持续能源系统 （b）可持续能源系统
图1 可持续和不可持续能源系统示意图
电池的研发,积极建构一个“氢能经济”的未来.需要指出的是,氢能不是“一次能源”.目前,氢的制备技术一般分两种：一种是以煤炭、石油、天然气等碳氢化合物为原料,采用蒸汽重整法制备.这种方式有利于解决现有城市环境污染问题,将污染源集中处理,但这种方式不能实现未来能源的可持续发展.另一种则是利用太阳能、水能等可再生能源,从水、生物质来大量制备.这种制备技术才能从真正意义上实现能源的可持续发展.