俄罗斯原子能氢燃料的构想.doc

俄罗斯原子能氢燃料的构想 　也许世界发展到了某个时候，人们会觉得空气更加清新，不可思议地发现沙漠变成了绿洲，原本贫瘠的土地长出了丰硕的果实，北方的冬天不再寒冷，而南方的人们不会在干旱的季节龟裂嘴唇…… 　　如果说，这一切都源于人类广泛使用了一种新型燃料的汽车，你信吗？ 　　俄罗斯科学家提出的原子能氢燃料构想告诉我们，人类的这些理想是可以变成现实的。 　　自从我们居住的地球发生能源危机以来，科学家们一直在寻找人类可以得以持续发展的新型燃料。 　　从煤气、醇类燃料、液化石油气、天然气、合成燃油到阳光燃油，各国科研者的匆匆步伐从未停止过，尤其在今天石油价格高涨的今天。 　　最后，许多汽车制造商把眼光停留在了氢燃料之上，因为他们知道当地球上的石油、天然气、煤炭耗尽之后，人类必然会转向一种不以矿物为基础的新型燃料。而醇类燃料、阳光燃油由于受世界人口的发展及种植地的限制只能起到缓解作用。 　　通过电解水是最有希望获得稳定的氢燃料来源的，但是大规模使用电解装置必然会在全球引发电力危机（期望使用蓄电池电动汽车何况不是如此呢？）。而另一方面，传统的活塞式发动机使用氢燃料会因较高的压缩比而排放较多的毒性比CO高近40倍的氮氧化物。 　　因此氢燃料的获得和使用必须跳出传统思维的巢臼，转向更为可靠更为环保的新的发展方向。 　　俄罗斯科学家大胆提出，建立地下免维护核电站，通过原子能发电电解水获得氢气，并向大气源源不断地输送氧气。以补偿地球上因不断滥砍滥伐、频发的森林火灾以及日益增多的机动车造成的氧缺乏，重新还人类健康生活所必需的清新空气。 　　而获得的氢燃料将通过压力为130～150个大气压的特种管道输送到各地，使之既用于汽车的氢燃料电池上，同时也用于热电装置的氢燃料电池上。届时，传统意义上的以烧煤、天然气或柴油的热电厂将不复存在。 　　燃料电池在取代普通的热电装置后，能把热电厂的热效率提高1倍，更好地为居民及工业供电、供热。在北方地区，燃料电池发电装置产生的水蒸气将并网加热居民享受日常生活的住房以及每日辛勤劳作的生产车间和办公室，使之温暖如春。而在南方干旱地区，水蒸气在冷却塔同循环水热交换后形成的冷凝水，将滋润人们干渴的双唇。在沙漠抑或不毛之地，通过燃料电池发电装置产生的水蒸气所获得的蒸馏水，将用于植树造林或农田滴灌，它富集了多种宏观及微观物质，将会提高全球的森林覆盖率，并把作物的产量增加1倍，从而改善全世界的环保状况及生存质量。 　　也许有人会问，使用原子能也不同样污染环境吗？是的，如不尽快解决核电站产生的放射性废物的回收利用及进行无害化处理，就谈不上顺利推进原子能氢燃料计划。 　　但俄罗斯科学家推荐的地下小型核电站，使用的是一种每隔4年换一次的浓缩铀燃料棒。它不会产生半衰期长达数百万年的铀后元素。其所使用的核反应堆来自于俄罗斯核动力船舶，功率为300MW，包括涡轮发电机在内的质量小于6000t，长宽高分别为80、10、16m，极易从海洋运送至各地。如果把这种舰船用反应堆放置到地下100m的坑洞中，可以连续使用40年左右。 　　同时俄罗斯专家也在考虑，在海水及河水资料都比较丰富且交通异常便利的西伯利亚北部地区，建立4座功率为220MW的Malahit型免维护地下核电站。这些核电站可以连续运行25年不用维护，当它寿终正寝时就会自动掩埋于地下100m的深处。 　　这些新型的核反应堆的应用或将来有望出现的更为环保的原子能装置，都将最大限度地减少，发展燃料电池汽车所带来的对环境的污染。 　　因此有必要优先发展原子能。不过，人类如果能在太阳能发电方面有所突破，也同样能达到上述构想实施后所取得的效果。 　　现在世界各国多采用镧镍合金储氢，煤矸石中就含有大量的镧元素，每kg镧镍合金可以储氢0.25m3。随着各国研究的深入，燃料电池的成本也在逐年下降，也为这一构想的实施奠定了坚实的基础。 　　三十多年来，俄罗斯科学家一直孜孜不倦地致力于燃料电池的研发，使得俄罗斯在燃料电池汽车领域始终处于国际领先地位。 　　早在八十年代初，俄罗斯就成功进行了燃料电池推进系统的运行试验。俄罗斯为月球探测火箭及“暴风雪”航天飞机开发了“波浪-20”、“光子”以及“紫罗兰”燃料电池。其中“紫罗兰”燃料电池在使用氢氧燃料时能提供60kW的功率，效率能达到75％，几乎是传统内燃机的2倍。而且由于这种燃料电池使用了多孔电极，工作温度非常低（500℃），因此不会产生氮氧化物，只排放无污染的水蒸汽。 　　从上世纪９０年代开始，科学家开始研究用于交通动力的燃料电池。２００１年俄乌拉尔电化工厂、俄“能源”公司和伏尔加汽车厂合作生产了第一台燃料电池汽车。俄罗斯还利用“紫罗兰”燃料电池成功开发出了“尼瓦”品牌的燃料电池轿车，并进行了相关的行驶试验。该车所需的氢气被以30MPa的压力压缩在行李舱的3个车载