【摘要】全文开头讲述了替代能源的意义，同时重点论述了未来将会替代石油和天然气的主要替代能源之一的氢能，从氢能源的制备、储存及与节油技术相结合的氢能汽车三个方面重点论述了氢能源的现状与不足，同时在文章结尾提出了氢能源的发展方向。 【关键词】替代能源氢能
前言
替代能源是指，技术上可行，经济上合理，环境和社会可以接受，能确保供应和替代常规化石能源的可持续发展能源体系。它们包括可再生能源，如风能、太阳能、生物质能、水能、海洋能等，也包括不可再生能源，如地热能、核能。当前发达国家正在为抢占未来经济发展制高点向内挖潜，世界范围内一场新经济变革已悄然来临。美国及其他发达国家把发展替代能源作为拉动经济、扩大就业、抢占未来制高点和防止气候变暖的重要手段。面对替代能源的发展趋势，我国政府当务之急就是要把替代能源放到一个战略位置，要用战略的眼光来发展它。本文则重点选取了氢能这种替代能源加以论述，并探讨这种替代能源的现状及今后的发展前景。
第一章我国发展替代能源的意义
首先，发展替代能源是国家能源战略安全所需。近年，我国石油对外依存度不断提高，能源安全问题凸
显。自1993年成为石油净进口国以来，我国石油进口量逐年攀升，中国目已是原油净进口国，也是仅次于美国的全球第二大原油消费国。中国的能源消耗虽然仅占全球需求总量的8%左右，但需求正在迅猛扩张之中。石油对外依存度上升意味着国家安全形势变得更加严峻。为了保障国家能源安全，保持经济快速发展，只有积极发展替代能源，才能弥补快速扩大的石油供需缺口，才能有效解决区域性能源品种短缺问题，才能实现科学发展、清洁发展、安全发展和可持续发展。
其次，发展替代能源有利于国民经济发展。随着我国经济的快速发展，对能源的需求量逐年加大，外依存度逐年攀升，。我国石油对外依存度大致每年提升3个百分点，2011年中国石油对外依存度达到56.5%，远超美国。2011年欧佩克一揽子油价平均每桶107.46美元，
以每吨为7桶来进行大概计算，我国2011年原油进口花费1910亿美元，接近新增GDP中的两成，随着能源需求量的不断攀升，能源供需矛盾将日益加剧。优质能源少、人均能源占有量低、能源供应量紧、资源约束大的矛盾不解决必将制约我国未来的经济发展。
心理管理最后，发展替代能源有利于保护环境。发展替代能源是环境约束之选择。能源开采和利用直接影响环境，涉及空气污染、水污染和生态恶化等环境问题的所有方面，是造成环境污染的首要原因。尽管很难对环境污染影响进行量化，一些粗略的估计可以说明中国的污染已经多么严重。根据世界银行2003年的估计，中国环境污染和生态破坏造成的损失占GDP的比例高达15%，相当于4400亿元人民币。由
女用小便器煤炭燃烧形成的酸雨造成的经济损失每年超过1100亿元人民币。自20世纪90年代中期以来，中国经济增长中有2/3是在环境污染和生态破坏的基础上实现的。全国流经城市的河流中，90%的河段受到比较严重的污染，75%的湖泊出现了负营养化问题，酸雨的影响面积占到国土面积的1/3。
第二章氢能源论述
2.1氢能
众所周知，氢分子与氧分子化合成水，氢通常的单质形态是氢气，它是无无味，极易燃烧的双原子的气体，氢气是密度最小的气体。在标准状况（0摄氏度和一个大气压）下，每升氢气只有0.0899克重——仅相当于同体积空气质量的二十九分之二。氢是宇宙中最常见的元素，氢及其同位素占到了太阳总质量的84%，宇宙质量的75%都是氢。
氢具有高挥发性、高能量，是能源载体和燃料，同时氢在工业生产中也有广泛应用。现在工业每年用氢量为5500亿立方米，氢气与其它物质一起用来制造氨水和化肥，同时也应用到汽油精炼工艺、玻璃磨光、黄金焊接、气象气球探测及食品工业中。液态氢可以作为火箭燃料，因为氢的液化温度在－253℃。
氢能在二十一世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二
次能源。它是一种极为优越的新能源，其主要优点有：燃烧热值高，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。资源丰富，氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源，演绎了自然物质循环利用、持续发展的经典过程。
2.1.1 氢能开发与利用的现状
氢能否被广泛使用，制氢工艺是基础。因为水分子中氢和氧的结合非常牢固，要把它们分开，需花费很大的力气。比方说，必须加热到摄氏二、三千摄氏度的高温，才能把水分解成氢气和氧气。这样不仅要消耗很多的能量，而且还要有相应的耐高温、耐高压设备。为了避开这个难点，目前实际上主要还是利用天然气、煤炭和石油产品作原料来制取氢气。
（1）矿物燃料制氢是利用化学方法将矿物中的氢元素提取出来的方法。
①煤的焦化，即将煤通过高温干馏生产焦炭，同时得到一种气体产品──炼焦煤气，从炼焦煤气可以制得氢气。这是一种古老的生产氢的方法，而且氢只是一种副产品。
②水煤气转化。水蒸气通过炽热的煤层制得水煤气，
C ＋H 2O ====== CO ＋H 2↑- Q
然后把水煤气跟水蒸气混合，以氧化铁等为催化剂，在500~ 5500C 使水煤气中的一氧化碳转化为二氧化碳，
CO ＋H 2O ========== CO 2+H 2+Q
再把混合气体加压、水洗使二氧化碳溶于水，即分离出氢气
③从天然气、炼厂气（石油炼制厂的副产气体）、油田气等气体燃料中制取氢气。
城市规划模型
把碳氢化合物，如甲烷（存在于天然气、炼厂气中）高温裂解，可制得炭黑和氢气，
CH 4 ========== C + 2H 2 10000C 500~ 5500C
高温裂解
在镍催化剂存在下，把一些碳氢化合物，如甲烷跟水蒸气在800~ 9000C 时起反应，制得氢气和一氧化碳的混合气体，
CH 4＋H 2O ========= CO+3H 2 再把一氧化碳转成二氧化碳（应用水煤气转化法），并使之加压溶解于水，遂获得氢气。
还可采用碳氢化合物部分氧化法来制氢，原理同上面差不多，也是用碳氢化合物和水蒸气通过催化剂生成氢、一氧化碳、二氧化碳的混合气体，然后在混合气体中加进更多的水蒸气，依靠另一些催化剂的作用，生成更多的氢和二氧化碳。
vvint这些方法大都需要催化剂和高温，催化剂多数是镍的化合物。特别是它们都以碳氢化合物为原料，仍旧离不开煤炭、天然气、石油等矿物燃料，所以算不上是一种有前途的制氢技术。计数器电路
（2）电解水法。水中放进一点儿氢氧化钠、硫酸钾、硫酸之类的电解质，通电之后，极上就能放出氢气。电解水法制得氢气的纯度可达99.5～99.8%。 其原理为:
nidd
2H 2O ======2H 2↑+O 2↑
电解法制氢不消耗矿物燃料，但是用电量很大，每生产1kg 氢需要消耗五、六十度电，成本太高。只有在电力供应充裕、电价低廉（如有大量低价的水力发电或核动力发电）的情况下，电解水制氢才有可能焕发青春，为大规模生产氢燃料作出新贡献。
（3）各种化工过程副产品氢气的回收，如氯碱工业、冶金工业等。 2NaCl+2H 2O=====Cl 2↑+2NaOH+H 2↑
（4）热化学循环分解水制氢。该方法是在水反应系统中加人中间物，经历不同的反应阶段，最终将
水分解为氢和氧，且中间物不消耗。这其实也是一种加热直接分解水的方法，不过不是单纯依靠加热硬把氢、氧一步分开，而是通过某些化学药品（如二氧化硫、硫酸和硫酸铋）与水反应，分几步把水分解制得氢气，形成一个热化学循环，所以又叫做分步反应分解水制氢法。 800~ 9000C [Ni]
电解 电解
