◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.3322.org)(xys.dyndns.info)◇◇   科技部氢能973项目首席科学家毛宗强等人的反科学宣传   作者: VILLISVILLIS   氢能利用在未来的汽车工业无疑有重大的经济价值。然而,目前,各种科技 刊物、科技网站以及某些政府部门,有许多关于氢能源的反科学宣传,说什么 “在众多的新能源中,氢能将会成为21世纪最理想的能源”,“最终能够彻底解 决能源问题的方式还是氢能”,“氢能取之不尽,用之不竭”,“氢能源是人类 未来的主要能源”,“氢能是可再生能源”等等。这些言论违背科学原则,对社 会公众产生了巨大的误导,甚至对国家的新能源政策的制定有巨大的破坏作用。 其中某些言论竟然出自清华大学教授、国家科技部氢能"973"项目首席科学家毛 宗强之口,实在令人匪夷所思。   氢能是指氢气燃烧而释放出来的能量。自然界几乎没有氢能这种能源,因为 自然界虽然含有丰富的氢,但几乎没有氢气。氢大都以化合物的形式存在,特别 是水含有1/9质量的氢。水虽然含有氢,却不含有氢能。通常,人们通过电解把 水分解成氢气和氧气,这个过程中电能转化为氢能。由于能量守恒,产生的氢能 一定不会多于输入的电能(实际上由于发热损耗产生的氢能会少一些,大约为电 能的80%左右)。氢气还可以用某些含氢的有机物通过化学或生物的方法制备出 来。这时的氢能来源于有机物的化学能或生物能,也比原来的能量少(大约为30% 左右)。所以,氢能本身是不存在的,必须从其他形式的能量通过人工方法转化 而来。这就象电能一样,自然界虽然有电(如雷电),但我们使用的电力是通过 化石能源燃烧发电、水力发电、风力发电等方式生产出来的,生产出来的电能也 比原来的化石能源、水力、风力所包含的能量少。所以,我们通常没有“电能源” 这个说法。人们习惯把电能称为二次能源,而把化石能源、水能、风能、潮汐能、 地热能、太阳能、生物能、核能等称为一次能源,就是为了区分能源的级别。一 次能源才是能量的真正来源,二次能源的能量来源于一次能源。氢能就是典型的 二次能源。把氢能称为“氢能源”是很不科学的,对公众会产生很大的误导,让 人们误以为,自然界含有氢能,是可以象开采石油一样开采的。   既然氢能在自然界几乎没有任何储量,它怎么能取之不尽,用之不竭?我们 说,太阳能取之不尽,用之不竭,是因为太阳能对人类有限的生命来讲可以维持 漫长的年代;我们说核聚变能取之不尽,用之不竭,是因为海水蕴涵的氘所包含 的核聚变能可供人类使用几百亿年之久。错误言论的出发点是海洋含有的海水取 之不尽,用之不竭。可是,海水根本不含氢能,海水用不完并不意味着氢能用不 完。氢能来源于一次能源,没有一次能源,就没有氢能,一次能源用完了,氢能 也就不能生产了。所以,氢能的所谓“取之不尽,用之不竭”完全是无稽之谈。   作为二次能源的氢能怎能彻底解决能源问题,成为人类未来的主要能源?很 显然,只有一次能源才能解决人类的能源问题。今天已经被全世界广泛应用的电 力也没有彻底解决人类的能源问题。反而,正是电力的大规模应用,导致了化石 能源储量的迅速衰减。化石能源的逐渐枯竭引发全球能源危机,人类只有尽快开 始大规模利用太阳能、水能、风能等可再生能源以及核聚变能,才能从根本上解 决能源危机。如果人类仍然用化石能源来大规模生产氢能,那么,氢能也会和火 电一样,不仅不能舒缓能源危机,反而会加快化石能源的枯竭。所以,所谓氢能 解决人类的能源问题也是无稽之谈。   氢能的确可以发电。燃料电池就是这样的发电设备。但是,我们必须清楚, 氢能只是一个发电的中介,把氢能发电当作一种电力来源是极不科学的。比如, 如果我们用太阳能直接分解水,产生氢气,然后用氢气发电,这个过程的本质是 太阳能发电,而不是氢能发电。这就象在目前的火力发电过程中,煤燃烧产生高 温水蒸气,水蒸气推动气轮机发电,这个过程绝不能称为“水蒸气发电”一样。 目前,上海等地生产出一种用氢气发电的装置,称为所谓“氢能电站”。这种称 呼也是不恰当的,至少是误导公众的。通常的电站是一种用一次能源生产电力的 装置,如火力电站,水电站,太阳能电站,风力电站等等。可是,所谓的“氢能 电站”用的是氢气,自然界却没有氢气这种原料。氢气主要产生于电解水,消耗 的是电力。用电力生产氢气,再用氢气燃烧发电生产电力。这个过程一定是损失 电力,而不能增加电力。这样的过程只有储存能量的意义。在用电低谷把电力转 换为氢能储存起来,然后在用电高峰把氢能转换为电力。所以,这样的所谓“氢 能电站”实际上是一种氢蓄能站,和目前使用的水蓄能站是同样的道理。氢能的 确就是一种能量储存形式。人们可以先把其他形式的能量转化为氢能,然后把氢 气运往各地,再把氢能转换为热能或电力。   简单地讲,氢能的价值就在于氢气这一种新型燃料,可以代替汽油、柴油, 为未来的汽车、火车等机器设备提供燃料。在石油资源濒临枯竭的今天,这种新 型燃料当然具有重大的经济价值。氢能利用还具有多种优越性,如高效率,低污 染等。氢能利用的技术已经接近成熟,燃料电池驱动的汽车已经在一些国家试验 成功。所以,氢能利用的物理学定位就是,氢气是一种新型燃料。   可见,氢能的确可能是未来发动机的能源。这是氢能作为“能源”的真正含 义。如果把这种意义上的能源引申为人类的能源,那就很不恰当,容易引起严重 的误导。人类的能源是指那些为人类提供能量的物质,显然应该是一次能源。比 如,煤炭是人类的能源,因为它供人类煮食取暖,还为人类发电,推动机器设备。 类似地,太阳能、风能、水能、核能等等都是人类的能源。而电能就不能说是人 类的能源,因为它是人类用一次能源生产出来的,是能源利用的一个中间环节。 准确地讲,电能只是某些电力机械的能源。同样的道理,氢能只不过是未来发动 机的能源。   把氢能归入可再生能源是不科学的。可再生能源都是一次能源,比如,太阳 能、风能、水能、潮汐能等等。“可再生”的含义是指自然界通过自身循环而不 断自发形成的。用人工方法不断生产出来的不能称为“可再生”,否则,电力也 成了“可再生的”,因为电用完了可以再生产,甚至汽油也成了“可再生的”, 因为汽油用完之后,我们完全可以用化学的方法把汽油合成出来。谈论一个二次 能源的可再生性实际上没有多大意义,从来没有人谈论电力是否可再生。一个二 次能源的可再生性完全取决于生产它的一次能源的可再生性。如果我们用火电来 生产氢气,氢能则完全是不可再生的,因为这种氢能完全来源于不可再生的化石 能源。只有当氢能完全由可再生能源生产出来的时候,氢能才真正是“可再生” 的。在人类停止使用化石能源之前,我们很难保证不用火电生产氢气。所以,把 氢能归入可再生能源的范围是完全错误的。   一些知名的学者、科学家把氢能称为可再生能源,把氢能和一次能源混在一 起,对公众有很大的误导作用。比如,清华大学教授、国家科技部氢能"973"项 目首席科学家毛宗强说,“氢能作为一种洁净的可再生能源……” [1];“氢具 有可再生性,氢由化学反应产生电能并生成水,而水又可由电解再转化为氢和氧, 如此循环,永无止境。”[2] 这个逻辑一方面把可再生性错误地解释为循环往复 的人工生产,和前面提到的“可再生电力,可再生汽油”的错误逻辑如出一辙; 另一方面把氢的可再生性和氢能的可再生性混为一谈,偷换概念,虽然氢可以循 环往复地生产,但是,氢能的生产却取决于一次能源的足够与否。这些学者对氢 能的不严肃态度对社会造成了极大的误导,以致整个社会在氢能的问题上胡言乱 语。这种状况是令人堪忧的。   国家计委、科技部下发的文件说,“因地制宜地开发并推广生物质能、风能、 太阳能、氢能和地热能等可再生清洁能源”[3]。这个文件把氢能和一次能源并 列在一起,让人们误以为,氢能是和太阳能等一次能源属于同一层次的能源,误 以为氢能是自然界普遍存在的能源,是可以开采的。这种并列显然是极不科学的。 这就像“大力开发太阳能、风能、电能和水能”一样有概念错误。   企业界,特别是汽车业界,大张旗鼓地宣传燃料电池、氢能汽车,并投入巨 额资金开发新产品,是以追求高额利润为目的的,而能源利用的可持续性并不是 它们真正关心的内容。所以,它们关心如何提高燃料电池的发电效率,制氢成本 的低廉,却不在乎氢气来源的可再生性。我们不难发现,在燃料电池已经基本成 熟的今天,全世界的可再生能源制氢技术却没有解决。电解水仍是最成熟的制氢 技术,只是由于成本过高,无法满足社会需求。生物制氢技术复杂,难以大规模 生产。可再生能源制氢技术还没有解决,就把氢能当作“可再生能源”岂不荒唐! 可以说,制氢技术是未来氢能经济的瓶颈。要想氢能成为可再生的,必须禁止火 电制氢,而强制使用可再生能源制氢。可再生能源制氢技术的成熟才是真正意义 上氢能时代的开始。   [1] 毛宗强答记者问,中国科学院网页 (http://www.cas.cn/html/Dir/2002/12/24/4543.htm)。   [2] 毛宗强,科学导报,2005年,第23卷(第2期),第24页。   [3] 国家计委、科技部关于印发当前优先发展的高技术产业化重点领域指南 (2001年度)的通知,计高技[2001]2392号。 (XYS20050929) ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.3322.org)(xys.dyndns.info)◇◇