查看原文
其他

从气球到气候:关于氢的故事

2016-11-18 联合国开发计划署

今天,开花薯要讲一个关于氢气的故事:从填充猪小肚到造福全人类,这样的逆袭,你信吗?


氢气球与猪小肚

78岁的气球销售员卡尔从小就想成为一名探险家,为了完成妻子的夙愿和逃离被送入养老院的命运,他在自己的屋顶系上成千上万个五彩缤纷的氢气球,飞向南美洲的“仙境瀑布”……




看完动画片《飞屋环游记》,你能想像到世界上第一个氢气球的诞生与猪膀胱(又称猪小肚)有关么?


1780年,法国化学家布拉克把氢气灌入猪膀胱,世界上第一个氢气球诞生了。当时的科学家们也因此得知这种可燃元素有着比空气更轻的质量。

Hydrogen

生成水的物质


除了质量极小、无色无味,氢气最重要的特性其实就隐藏在它的英文名——hydrogen中。

hydro表示“水”,gen意为“生产、生成”,即英文generate的词根,氢气hydrogen的本意就是“生成水的物质”。

这个名字是由多次出现在中学课本上的著名化学家拉瓦锡,根据氢气燃烧生成水的特性而命名的。生成水的反应并不少见,从酸碱中和到有机物燃烧,广大的中学生朋友们可以分分钟写出十个八个方程式一点都不手软。




从一个个化学方程式中我们不难看出(此处敲黑板):与有机物燃烧生成二氧化碳最最重要的不同是,氢气燃烧生成水且只生成水不但如此,——

1g氢气燃烧放出的热量是1g甲烷的2.57倍。也就是说,煮熟一袋拉面只需要约1g氢气燃烧的热量且不会生成二氧化碳!

(欢迎感兴趣的朋友动手算一算哦)


对,就是那个因为人类燃烧化石燃料,向空气大量排放并且造成全球变暖、冰川融化、海平面上升、危急野生动物,终将危害人类自己的——二氧化碳

通常,人们认为过度的二氧化碳排放源于化工厂、火电厂巨大的烟囱和汽油车、柴油车的尾气。殊不知,在严重依赖化石燃料等不可再生能源(煤、石油、天然气)的当今世界,一顿饭一件衣服一次旅行调高亮度的手机屏幕……一切的背后都隐藏着生产、运输、使用时所带来的能源消耗,以及我们未曾意识到的大量二氧化碳排放。
因此改善能源结构,使用可持续性强、更加环保的能源,是人类在发展自身的同时兼顾地球,也为自己的后代创造良好生存环境的必要方法。


氢能——未来能源

发热量高无环境污染等优点使其成为大有发展的优质燃料。氢能源的利用早就不限于为高大上的航天飞机和火箭提供动力了。 在世界范围内,燃料电池汽车、公交车已经慢慢走入日常生活;加氢站已经作为基础设施在美国、日本、德国广泛修建;可以支撑手机一周电量的超薄氢燃料电池科技在英国取得突破性进展…… 
未来,随着制氢、储氢、运氢、加氢、燃料电池等技术的进一步发展,氢能源将被广泛应用于汽车、地铁、火车、飞机等交通运输;为手机、电脑等移动设备充当电源;氢还可以作为能量储存介质、平衡用电峰谷期对供电的需求,为亿万家庭供电……
这种以氢能作为满足社会主要能源需求的“氢经济”模式并非无稽之谈。 “氢经济”(Hydrogen economy)这一理念最早出现于20世纪70年代,该模式将氢气作为主要能源来源以满足社会的能源需求。而对清洁能源需求的不断增加和氢的广泛应用,使得氢经济模式的实现日益重要,并且氢经济也让实现零碳经济成为可能。


开花薯和氢能

中国是最先制定氢能发展计划的国家之一,对清洁能源对促进交通领域可持续发展的重要性也有很清楚的认识。自2003年起,联合国开发计划署与中国财政部、科技部一直共同致力于发展燃料电池汽车推广使用氢动力燃料电池汽车来减缓交通部门对气候变化的影响。

在全球环境基金的支持下开展的“促进中国燃料电池汽车商业化发展”项目曾相继在2008年北京奥运会与2010年上海世博会期间,以燃料电池公交作为交通工具和贵宾接待用车运送126,586名乘客,运营里程共计262,338公里。而该项目的第三阶段也于今年8月正式启动,旨在协调各方积极解决先进燃料电池技术、氢燃料基础设施、政策和法规等方面存在的障碍,并在北京上海广东佛山河南郑州江苏盐城5个城市开展相关试点活动。




国际影星杨紫琼女士在成为联合国开发计划署的全球亲善大使后,也于今年5月来到北京联合国大楼,出席了“中国未来环保汽车技术展示”活动,了解并乘坐了由联合国开发计划署、财政部和科技部共同支持,清华大学、北京亿华通及北汽福田共同研发生产的12米氢燃料电池客车,号召公众提高绿色交通意识。




于此同时,联合国开发计划署也在探索“氢经济”这一模式的实现。今年8月,开发署同商务部国际经济技术交流中心在江苏省如皋市国家经济开发区落地了第一个“中国氢经济示范项目”,探索氢能在交通、储能、发电等领域的应用,将如皋市打造成中国第一个“氢经济示范城市”并推动氢经济模式在中国其他地方的成功复制和推广。




由195个国家于2015年12月12日在联合国气候峰会上通过、并于2016年11月4日正式生效的《巴黎协定》,旨在将本世纪内全球平均气温升幅控制在工业革命前水平的2度以内,并努力将气温升幅限制在1.5度以内。而今天将在马拉喀什落下帷幕的第22届联合国气候变化大会(COP22)的重点,则是各国将就《巴黎协定》所规定的各项任务进行谈判商讨并提出规划安排。在所有国家都加速探寻低碳模式下的经济增长道路的当下,推广氢能等清洁能源在各个领域的应用也将为实现可持续发展和缓解气候变化提供一种解决方案。


想像未来人们生活在一个完全由清洁氢能供能的世界中,汽车排放的不再是对环境有害的废气而是清洁的水;冬季的热电厂烟囱中不再排放大量的二氧化碳,而是可以重新回收利用的水蒸气…… 
氢能社会还会给我们带来哪些惊喜呢?请留言和开花薯一起畅想吧!




您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存