发展未来的能源及存在的问题

【苏《科学与技术》八三年第四期文章】目前全世界动力技术的形势是，主要能源的变化很小。在动力平衡中，石油占百分之三十，天然气占百分之十二，煤占百分之二十，木材占百分之二十三，水电占百分之八。同时，原子能反应堆、地热能源和其他能源在动力技术“总锅炉”中只占很小的百分比。由于从根本上降低传统能源成本有困难，因此，经济价值与传统能源一样甚至比它们还合算的那些能源引起人们的特别注意。在今后一百年内，太阳、风和利用核热聚变反应堆从水里获得的氢，都能够成为这种能源。将来把海洋热能、洋流热能以及波浪、涨潮落潮的能利用起来，也许是上算的，虽然这不得不花费大量投资建造几百公里长的大堤。不过这样“使用”海洋的后果可能比环境污染的危险更严重，因为，比方说，海水温度即使降低一度也能大大改变地球的气候。
·太阳·
实际上可以用两种办法利用太阳能：直接把水（或其他热交换介质）加热，或者借助光电池生产电。第一种情况可以有许多方案。最简便的方案之一是在用涂上黑色的铝管制成太阳能收集器里把水加热。遗憾的是，这种收集器很费材料（一平方米约用十公斤铝或铜），因此，一座不大的住房的电费超过房屋本身价值几十倍。
第二个办法是用不太大的镜子把阳光集中起来，从而获得密度很高的能量，然后可以用这种能驱动汽轮机、蒸馏和热解水（制氢）等等。使用汽轮机的太阳能发电站设计方案中规定，要生产十兆瓦电必须有两千多个面积为二十五平方米的反光镜。
建造这种装置的主要障碍是需要研究出制造大反光镜的工艺，防止反光镜受气象、灰沙影响而变暗，以及制造热交换器所需的耐高温材料。
·风·
从理论上讲，利用风力可将目前的电力生产水平提高三倍。为此需要在每公顷土地上建造一座风动转子发电站。计算表明，地方上用的风动转子发电站的装机容量如果是一百千瓦到几兆瓦，它就有利可图。预计到二○○○年，这种装置的功率至少是现在的一千倍。将研制出一些供蓄电池用的、能够将变幻不定的风能蓄积起来的崭新材料。
氢
从水中制取氢是能量生产最有前途的方法。
制氢除了用电解水的方法以外，还可以利用热电化学电池和光电化学电池。在这两种电池里都使用催化剂，催化剂在温度或光的作用下，阴极分解出氢，阳极分解出氧。效率达百分之五十至八十。热解，也就是说用加热到大约摄氏二千度的办法来分解水的成分。这时便形成一种复杂的混合气体，然后必须通过专门的过滤器把混合气体分离成组分。
为什么这种装置在实际生活中没有广泛地使用呢？因为还没有制造出必要的超强度材料。氢和氧都是极为活跃的元素，所有已知材料在氢和氧的作用下都会受到腐蚀。