代用能源的研究和开发简况

开发代用能源已引起世界各国普遍的关注，现将一些国家对氢、生物能、核聚变、太阳能和地热能的研究情况简要介绍如下：
氢在发展未来动力的预测中，对理想的载能体——氢，越来越重视，有的科学家甚至将二十一世纪称为氢能源时代。
氢能源的特点有：一、氢的原料是水，所以资源不会枯竭；二、燃料生成物是水，不致污染环境；三、用水制氢，燃烧又变成水，循环迅速，而且物质循环系统不会紊乱；四、容易贮藏，与难贮存的电相比，优越性更显著；五、在空气中可燃性极限宽广，单位质量的热值高，约比汽油高两倍；六、在使用石油作为能源的各个方面都能利用氢。
但是氢能源的发展由于制造氢的价格昂贵而受到制约，它比矿物燃料要贵两至三倍。同时氢的密度很低、体积大，要缩小体积，需在摄氏零下二百五十二度的极低温和高压下进行，仅此一项作业就要消耗大量的能。目前一些国家都在研究使用氢的发动机，研制用氢作燃料的汽车和飞机。此外开发、运输和贮存技术也还有待进一步解决。生物能据美国技术评价局的一份报告中得出的结论说，到本世纪末，在美需要的能源中可能有百分之二十将来自生物物质。生物物质主要指木材和某些植物，包括甘蔗、甜菜作物、农作物残渣及畜粪、食品工业废料等。如巴西在加工甘蔗时将获得的乙醇代替汽油，西欧的一些国家以及美国、澳大利亚培植专门加工成液态和气态燃料（甲醇、乙醇、甲烷）的植物（草、藻类）。美国还在不适于耕作的土地上栽培树木供火电站所需的燃料。用生物能源代替石油，效率最高的工艺是木材和植物直接燃烧和气化。技术评价局认为甲醇是近期内用木材和植物制取的最便宜的液体燃料。
生物能源在环境保护方面虽有若干重要优点，但也有可能对环境造成严重破坏，如生物物质制取能源会导致对森林管理不善，扩大作物耕作面积将造成土壤严重侵蚀和加速化肥和农药的流失等弊病。核聚变核聚变作为能源的优点在于它的燃料供应实际上是无限的，对环境的影响也比核裂变要小。核聚变所用的一种燃料——氘存在于海水中，其它的几种燃料也容易取得或用人工生产。美能源研究与发展总署认为，核聚变和太阳能是两种最有前途的能源之一。核聚变从五十年代初开始研究以来，至今已有很大进展，但离开真正能评价聚变系统在工程上有多大潜力的程度还很远，有待于进行更加大量的研究发展工作。
目前正在发展着的两种核聚变方案是，磁约束（即由磁场约束的极高温等离子体内进行聚变反应）和惯性约束（采用高能激光束或其它粒子束轰击燃料小丸，使小丸受强烈压缩和加热后产生核聚变反应）。美国的一些科学家认为，聚变确有可能成为下个世纪发电的一个真正的手段，但还有许多科学上和工程上的困难需要克服，费用和效率上的问题也需要解决。但也有对此持怀疑态度的，如日本一位教授就认为没有实用的可能性。太阳能据统计地球每年从太阳获得的能，比各种矿物燃料所含的能要多九倍。因此，许多人对太阳能这个取之不尽的能源发生了兴趣。现在许多国家都利用太阳能为住宅和工业建筑采暖和供应热水，甚至还出现了太阳能汽车和太阳能飞机。
太阳能发电还需要进行大量的研究和发展才能得到商业应用。除成本昂贵外，还有两个重要的情况阻碍太阳能广泛用于工业和生活目的：（１）太阳能反复无常；（２）不是集中在一处，而是均衡地分布在很大的面积上。
目前美国、苏联、希腊等国都有太阳能发电站，美国预定在一九八二年年底建成一座混合式发电厂。地热能地热能是储积在地球内的热能，可以利用现有的或者是正在研究中的技术予以回收。一些国家多年来把这种能源作为特殊的需要加以利用。据苏联报纸报道，经过计算将地下热水总贮存量的百分之十转换成电能可满足人们四十亿年的需要。现在在美国、苏联、日本、新西兰、墨西哥都有一些规模不大的地热发电站在运行，各国地热发电站功率在一九八○年年底是三千八百兆瓦。
（马坤麟）