建立可持续发展的能源系统是当今人类社会必须解决的最为关键的问题之一。新的能源系统需要有一种可持续发展的能源载体来替代目前使用的燃料,氢正是这样一种理想的二次能源载体。利用太阳能规模制氢具有可持续发展的特点,对缓解能源紧缺、减少环境污染具有重大意义,是能源科技领域国际竞争的焦点之一,已被国际上许多大型氢能研究计划列为重要研究方向。国家科技部于 2003 年度正式批准在“ 973 计划”中立项进行利用太阳能规模制氢的基础研究。在阐述利用太阳能规模制氢国内外研究现状的基础上,重点介绍了西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室近年来在该领域的理论和实验研究工作中所取得的一系列最新进展。

着重从能源短缺与能源安全、环境保护、经济可持续发展和国际趋势阐明氢能的重要性,指出在研究氢能远期使用的燃料电池的同时,要重视氢作为氢内燃机的燃料是近期氢能应用的实际途径,特别是其中的氢气-天然气混合燃料已经可以商业化,建议我国示范、推广。

概要介绍了使用氢燃料的必然性、存在的技术瓶颈及现有解决方案存在的问题,比较了将甲烷和氢作为替代燃料的技术状况,指出氢燃料的技术问题难以在短期内解决,而甲烷燃料却有可能在短期内大规模地替代石油制品;以甲烷动力为基础的甲烷经济作为到达氢经济的渡船,从解决实际问题的迫切性和技术可行性考虑,均是合理的决策。因此,氢能仍应作为基础研究课题,而在甲烷燃料方面却应有较大的技术开发投入,使其在 5～10 年内起到缓解石油需求压力的作用。