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。刘波编著的《绿色能源--氢能》正是一本让人备感惊奇、超酷超炫的科学书，全面系统地介绍了氢能的方方面面。

爱迪生曾说过：“惊奇就是科学的种子。”刘波编著的《绿色能源--氢能》正是一本让人备感惊奇、超酷超炫的科学书，立足于21世纪的最新科技发展成果，紧跟时代步伐，以独特的视角、生动的文字、丰富的想象力，全面阐述科学知识、揭秘复杂的科学现象、洞悉自然科学规律，让你领略到看似枯燥的科学其实很精彩、很有趣。

《绿色能源--氢能》全面系统地介绍了氢能的方方面面。

世界能源问题

 什么是能源

 能源危机与希望

 中国面临的能源危机

 21世纪能源危机迫在眉睫

 世界能源消费预测

 能源的可持续发展

 新能源发展现状和趋势

揭开神秘的面纱——氢的点滴

 拨云见日——氢的发现

 神秘的背后——氢的常识

 灵活多样——氢的形态

 瑕不掩瑜——氢的性质

 洁净能源——氢能的特点

 新能源之星——氢能

绿色、永恒的代言人——氢能的特性

 高效无污染的能源

 理想且永恒的能源

不断进步——氢的制取

 传统制氢方法

 新的制氢方法

氢气的储运和纯化

 氢气的储存

 氢气的纯化

 氢气储运及使用安全问题

风韵独特——氢能的用途

 天上地下——作为燃料

 方便快捷——用于发电

 核聚变

 氢弹

 氢气球

 氢能的其他用途

氢与燃料电池

 燃料电池概述

 燃料电池发展状况

 作为便携式电子产品的电源

尘世的奇葩——氢能汽车

 伟大的预言

 氢能汽车的应用类型

 氢能汽车的现在与未来

群雄逐鹿——氢能的开发与利用

 氢能在国外

 氢能在中国

 风光无限——氢能的未来

 氢能和氢经济

 徘徊在争论中的氢经济

 氢能有望取代石油铺路

附录 发现氢的几位主要化学家及其趣闻轶事

 海尔蒙特

 卡文迪许

 安托万-洛朗·拉瓦锡

我国的可再生能源有着得天独厚的优势，是重要的战略替代能源，对增加能源供应，改善能源结构，保障能源安全，保护环境具有重要的作用。积极开发和利用核能、太阳能、风能、电能、生物质能、地热能以及海洋能等可再生能源，是实现我国经济社会可持续发展能源战略的必然选择。

1.我国的能源危机与环境危机凸显

(1)中国面临严重的能源短缺危机

我国是一个能源生产大国和消费大国，拥有丰富的化石能源资源。2006年，煤炭保有资源量为10345亿吨，探明剩余可采储量约占全世界的13%，列世界第三位。但是中国的人均能源资源拥有量较低，煤炭和水力资源人均拥有量仅相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均资源拥有量仅为世界平均水平的1／15左右。能源资源赋存不均衡，开发难度较大，已探明石油、天然气等优质能源储量严重不足。再加上能源利用技术落后，利用低下，在经济高速增长的条件下，我国能源的消耗速度比其他国家更快，能源枯竭的威胁可能来得更早、更严重。因而，日益增长的对外能源需求造成的能源压力迫使我们不得不寻找解决能源危机的突围之路。

(2)不合理的能源结构引发严重的环境危机

我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家，一次性能源生产和消费65%左右为煤炭，大量使用煤炭，使66%的中国城市大气中颗粒物含量以及22%的城市空气二氧化硫含量超过国家空气质量二级标准。长期以来这种以煤炭为主的能源结构和单一的能源消费模式带来了严重的环境污染。伴随着经济的快速发展和能源需求量的持续增长，化石燃料燃烧所产生的温室气体排放给环境造成了越来越沉重的压力。面对当前化石能源消耗带来的严重环境危机，调整能源结构已迫在眉睫。

2.发展利用可再生能源

可再生能源是可以永续利用的能源，如水能(小水电)、风能、太阳能、生物质能和海洋能等，不存在资源枯竭问题。目前，世界各国都力推可再生能源，中国更应该把握住发展可再生能源的时代走向，争取在可再生能源开发利用上走在世界前列，缓解日益加重的能源危机与环境压力。

(1)中国可再生能源具备良好的资源基础

我国可再生能源品种齐全，数量多，资源基础雄厚。我国小型水电可开发量为1.2亿千瓦，目前仅开发了不到1／4；全国陆地每年接收的太阳辐射能相当于24000亿吨标准煤，如果按陆地面积的1%、平均转换效率按20%计，一年可提供的能量达48亿吨标准煤，相当于2006年全国一次能源消费量(24.6亿吨标准煤)的两倍；我国10米高度层的风能总储量为32亿千瓦，实际可开发为2.53亿千瓦，加上近海风力资源，可装机容量达10亿千瓦；生物质能资源也十分丰富，秸秆等农业废弃物每年约有3.0亿吨标准煤，薪柴资源为1.3亿吨标准煤，加上城市有机垃圾等，资源总量近7亿吨标准煤。通过品种改良和扩大种植，生物能的资源量可以在此水平上再翻一番。此外，还有地热能和海洋能等，可供大规模长期开发利用。总之，中国可再生能源资源丰富，具有大规模开发的资源条件和技术潜力，可以为未来社会和经济发展提供足够的能源，开发利用可再生能源大有可为。

(2)中国可再生能源具备良好的市场基础

我国可再生能源具有巨大的潜在市场，随着我国经济的进一步发展和全面小康建设的推进，必将对能源供应提出新的要求。同时，我国又是一个农业大国，61%的人口生活在农村，农村能源利用率处于较低水平，每年要消耗6亿多标准煤的能量，其中一半的能源靠作物秸秆和砍伐树木获得，这使得生态环境遭到破坏，荒漠化程度加剧。作为农村能源供应的重要补充，利用可再生能源正在为农村提供气体燃料、提供生活热水、为偏远地区农户解决无电问题等方面发挥重要作用，直接提高农民生活质量和改善农村环境质量。可再生能源的利用是农村能源与环境协调发展重要途径。所以，客观上的迫切需求为可再生能源提供了巨大的市场。

3.中国可再生能源开发现状与面临的挑战

(1)中国可再生能源的产业发展已初具规模  20世纪90年代以来，我国的可再生能源开发利用已经取得显著进展。2007年，我国可再生能源利用总量居世界首位。2007年我国小水电利用总量占世界一半，水电勘测、设计、施工、安装和设备制造均达到国际水平，已形成完备的产业体系；2007年，我国光伏电池产量达到100万千瓦，超过日本，位居世界第一；太阳能热水器使用量为5200万平方米，约占全球使用量的40%。据测算，使用1平方米的太阳能热水器每年可节约120千克标准煤。太阳能利用得到快速发展，在能源供应中占10.32%，居第二位；目前全国已建成并网风力发电装机容量57万千瓦，2007年的风电装机容量达到590万千瓦，比2006年增加了330万千瓦2007年，我国可再生能源年开发利用总量折合2.2亿吨标准煤，占一次性能源消费总量的8.5%。我国是一个农业大国，生物质能材料来源广泛，生物质发电装机容量已达到相当规模，农村年产沼气102亿立方米，相当于1600万吨煤；沼气工程实现了标准化生产，沼气技术服务体系已比较完善；另外我们在可再生能源利用技术上取得很大突破，相当一批技术已发展到商业化初始阶段。P12-15

人们常常提到的绿色能源，如太阳能、氢能、风能等，但另一类绿色能源，就是绿色植物给我们提供的燃料，我们就管它叫做绿色能源，又叫生物能源或物质能源。其实，绿色能源是一种古老的能源，千万年来，我们的祖先都是伐树、砍柴烧饭、取暖、生息繁衍。这样生存的后果是给自然生态平衡带来了严重的破坏。沉痛的历史教训告诉我们，利用生物能源，维持人类的生存，甚至造福于人类，必须按照它的自然规律办事，既要利用它，又要保护它，发展它，使自然生态系统保持良性循环。

绿色能源也称清洁能源，它可分为狭义和广义两种概念。狭义的绿色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染。广义的绿色能源则包括在能源的生产及其消费过程中，选用对生态环境低污染或无污染的能源，如天然气、清洁煤(将煤通过化学反应转变成煤气或“煤”油，通过高新技术严密控制的燃烧转变成电力)和核能等等。

氢能是通过氢气和氧气反应所产生的能量。氢能是氢的化学能，氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%，二次能源。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。

氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，人类对氢能应用自200年前就产生了兴趣，到20世纪70年代以来，世界上许多国家和地区就广泛开展了氢能研究。中国对氢能的研究与发展可以追溯到20世纪60年代初，中国科学家为发展本国的航天事业，对作为火箭燃料的液氢的生产、H2／O2燃料电池的研制与开发进行了大量而有效的工作。将氢作为能源载体和新的能源系统进行开发，则是从20世纪70年代开始的。现在，为进一步开发氢能，推动氢能利用的发展，氢能技术已被列入《科技发展“十五”计划和2015年远景规划(能源领域)》。