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今年早些時候，深圳舉辦了海洋經濟博覽會，展示了波浪能研究和生產的最新進展，并解決了利用氫作為潛在清潔能源的問題。在上屆G20可持續發展峰會上，歐洲、中國和美國同意共同努力，通過來自空氣、太陽和海洋的可再生能源，減少能源生產中化石燃料的使用，并逐步實現“脫碳”的目標。
▲G20發展峰會
氫是宇宙中最豐富的化學元素。然而，它在自然界中不能以純氣態形式存在。它只有與其它元素結合才能“存活”，例如水中的氧（兩個氫和一個氧原子，H2O）和甲烷（一個碳和四個氫原子，CH4）。
一旦氫氣與水和氣體中的伴隨元素分離，它有什么用？
答案很簡單：它是一種輕質氣體，比空氣輕，而且無毒。如果提取和儲存得當，它可以為房屋供暖，為汽車、火車、飛機和所有其他交通工具提供能源，它可以取代目前所有的不可再生能源，如煤或石油，為所有工業生產過程提供清潔能源。
▲氫
然而，從氧和碳中分離氫并不是一個簡單、低成本的過程：首先，它是從甲烷中提取得到所謂的“灰氫”，這個過程需要大量的傳統能源，同時也會帶來溫室氣體和污染。此外，為了生產“干凈”的氫氣，必須通過電解將水與氧氣分離，從而從水中提取所謂的“綠色氫氣”。但是，電解有一個很大的缺點，就是需要大量的電力才能工作。簡而言之，為了從氫氣中生產清潔能源，我們在提取氫氣的過程中消耗了大量電力，同時二氧化碳排放量也同樣高。
這種悖論阻礙了氫氣的工業生產，直到利用風能、太陽能或海洋能等可再生能源創造“綠色”氫氣生產循環的想法開始出現。在 ENI、CDP、Fincantieri 和 Terna 的支持下，都靈理工大學開發了一項尖端技術，用于從波浪運動中產生能量。
▲意大利都靈理工大學開發的ISWEC
這就是慣性海浪能量轉換器 (ISWEC)，它是一種安裝在15米長船體中的機器。得益于陀螺儀和傳感器系統，它每年可以產生250兆瓦的“綠色”能源，占據海洋區域僅150平方米，對生態系統沒有負面影響。通過使用這種特殊工藝，創造了一個良性且非常簡單的循環：從海水中提取氫，并利用波浪運動和洋流產生的能量來產生電解水所需的能量。
氫是一種幾乎取之不盡的可再生能源。其產業規模化生產，可以一勞永逸地解決發展與環境的“辯證關系”。去年夏天，歐盟曾計劃初步實施“綠色協議”，并投資4700億歐元建立“氫能源戰略”項目，旨在為所有歐洲伙伴通過電解生產“綠色”氫創造條件。預計2024年底實現年產氣態氫至少100萬噸，廣泛應用單機功率100MW的電解設備。
▲未來氫能
如上所述，正如意大利生態轉型部長羅伯托·辛戈拉尼所說，意大利的“復蘇計劃”設想撥款470億歐元用于可再生能源的研發，特別是在“綠色”能源生產領域。不僅是意大利，其他歐洲國家也在押注氫能的未來，氫能已成為各國深入研究的課題，新能源正在頑強地應對當前地球面臨的困難局面。
據美國能源部調查顯示，近年來，全球工業化國家都在大力投資開發氫能，年均增長20.5%。西班牙已從其國家預算中撥出15億歐元用于未來兩年的“國家制氫計劃”。中國在這方面也不甘落后，因為能源發展戰略的重點是國民經濟的戰略發展，而中國化石能源儲量很少：煤炭1145億噸、石油38億噸、天然氣1.37萬億噸立方米，占世界儲量的11.6%、2.6%和0.9%。
▲清潔能源對中國發展至關重要
中國人口眾多，人均資源不足。人均煤炭可采儲量僅為世界平均水平的一半，石油僅為十分之一左右。人均能源消費明顯滯后，交通能源回收也明顯滯后。與此同時，汽車尾氣已成為空氣污染，尤其是城市空氣污染的最主要因素。因此，追求新的清潔能源對中國的可持續發展尤為重要。
在最近的五年計劃中，科技部將燃料電池汽車及相關技術的研發列入國家建設科技計劃。早在2002年1月，中國科學院就啟動了科技創新戰略行動計劃重大項目，重點研究大功率質子交換膜燃料電池發動機和氫能技術。化學物理研究所和中科院電動汽車主要依托科技部國家高技術發展計劃（863計劃）。75KW、150KW燃料電池發動機和氫動力的研發在具有自主知識產權的技術領域取得進展，這項世界領先的技術將幫助中國盡快進入氫能時代。
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