（4）规模小及安装地点灵活，燃料电池或电站占地面积小，无论作为集中电站还是分布式电站，或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都非常合适，当然特别适合移动式供电；
（5）燃料电池在数秒钟内就可以从最低功率变换到额定功率，而且电厂离负荷可以很近，减少了输变线路投资和线路损失。
氢燃料电池正以自己独特的优势给生活带来一场革命。
不可否认，氢经济的最大获益者是汽车工业。汽车工业不仅是世界能源消耗大户，也是污染大户。除以氢为燃料提供动力外，把燃料电池直接用于汽车，则是对传统汽车内燃机动力系统的一次彻底颠覆。一个是将燃烧的热能转换为动力的内燃机系统，一个是直接用电力转换为动力的氢燃料电池系统。如果说汽车工业的前100年是内燃机的天下，那么今后将是燃料电池的舞台。据估计，目前，全球有600~800辆各式各样的燃料电池车正在试验中，有近百座氢燃料加注站投入运转。
但是也有人认为汽车企业对待燃料电池车不可不谨慎从事。传统汽车的内燃发动机经历了一个世纪的锤炼，在动力性能、稳定和安全等方面已经相当成熟，固有的优势不可小看。燃料电池汽车的全新动力系统，其设计几乎是从零开始，要想与传统汽车试比高，仍需付出相当的努力。除此之外，科研人员还要解决氢独有的问题。其中一个是氢储存技术，另一个问题是配送：如果没有很多“加氢站”使补充燃料很方便，人们就不会大量购买氢动力车；但如果氢动力车的市场需求没有到一定的规模，发展商肯定不乐意花大笔钱去建设加氢站的网络。这是一个鸡与蛋的悖论。不过逐渐解决的方法仍是有的。比如美国研究提出，可以利用现成的传统加油站，先用改造型的天然气来产生氢。燃料电池可以先用在公共汽车和通勤班车等有固定线路的车上，它们白天运营，晚上回到中心调度站去加氢，目前世界各地的燃料电池汽车运行试点大多是这种模式。
另一方面，燃料电池以其体积小、能效高、环保等优点也成为了电子产品的新宠。笔记本电脑和手机等电子产品功能越来越复杂、能耗也越来越高，它们现在使用的电池已经十分昂贵，因此如果一块新型电池能使笔记本电脑持续工作一天而不是两三小时就耗尽能量，消费者应该不会介意多付一些钱。日本东芝公司已经制造出专供笔记本电脑的小型燃料电池，这种重900克的电池以甲醇为制备氢的原料，50毫升甲醇可使电脑连续工作5小时，补充甲醇可以使之运行更久。日本和韩国的其他大型电子企业也在加紧开发这类技术，预期四五年后，全世界装备燃料电池的笔记本电脑将突破100万台。
除此之外，供电、供热是燃料电池的另一大消费市场。虽然燃料电池还存在如成本较高、技术工艺方面的问题，但我们相信，随着材料科学和系统工程的不断发展，燃料电池必将成为未来的能源之星。
氢能安全
氢经济的蓝图我们已经绘制得很美好了，可是还有一个不容忽视的问题，就是关于氢能安全的问题。
氢在使用和储运中是否安全呢？有些人认为，氢的独特物理性质决定了其不同于其他燃料的安全性问题，如更宽的着火范围、更低的着火点、更容易泄漏、更高的火焰传播速度、更容易爆炸等，那么是这样吗？
首先，氢的扩散性比天然气高四倍，比汽油蒸气的挥发性高十二倍，即使氢泄漏后也会很快从现场散发。其次，如果点燃，氢会很快产生不发光的火焰，在一定距离外不易对人造成伤害，散发的辐射热仅及碳氢化合物的十分之一，燃烧时比汽油温度低7%。虽然氢爆炸的可能性比上限高出四倍，但引爆需要至少两倍于天然气的氢混合物。氢易燃，但是和天然气不同，即使在建筑物中，氢泄漏遇到火源更可能是燃烧而不是爆炸。因为氢燃烧的浓度大大低于爆炸底限，而着火所需要的最小浓度比汽油蒸汽高四倍。简言之，极大多数情况下，如果点燃的话，氢气泄漏只会造成燃烧，而不会爆炸。
不过，我们还是必须关注使用氢时应注意的三个问题：一是由于氢气太轻，燃烧获得相同能量的体积较大，比如获得1千卡的热量需要390升氢气，是石油的4000倍，即使用液态氢，体积仍然很大，占车内空间太多。二是氢燃料“逃逸”率高，即使是用真空密封燃料箱，也以每24小时2%的速率“逃逸”；而汽油的一般是每个月才1%。三是加氢燃料比较危险，也很费时，一般需要1个小时，而且液氢温度太低，只要一滴掉在手上就会发生严重冻伤。
所以，在氢能开发利用的各个环节都必须从氢本身的特点出发，才能做到真正合理、有效、经济、安全地使用氢能。
七、核能
走进核能
广义上的核能应该是指所有原子核内部蕴含的，并通过反应装置获得的能量。不过，蕴含能量越大，释放所需要的条件就越苛刻，人类仅对可实现和有希望实现的原子核进行了研究，还有大量原子核没有涉足。所以狭义的核能是目前常规的核裂变能和核聚变能的统称。其中核裂变主要是指质子数较大的重原子的裂变，而聚变主要是质子数小的氢原子核的聚变过程。裂就是分，聚就是合。
1905年，爱因斯坦提出了著名的质能方程，由此得到E=m的关系，即如果一个物体或物体系统的能量有E的变化，则无论能量的形式如何，其质量必有如上式关系中m的改变，反之亦然，C代表光速。这就是我们理论上计算核反应过程中释放出的核能多少的公式。比如说两个氘核（21H）聚变成为氦核（42He），其反应是：21H+21H→42He，由计算可知一个氦核比两个氘核的质量轻m=4.3×10—29kg（千克），那么反应释放的能量就有E=mC2=24MeV（兆电子伏特，1eV=1.6×10—19J）。再加上由于氘核本身轻，1克里面有约1023。数量级个氘核，那么1克氘的聚变能就有5.8×1011J，折算成1.6×105度电。如果一家人每月用100度电，一年就1200度，这1克氘就可以用一辈子了！
目前，人类对核裂变能的应用已经非常成熟，原子弹、核电站、核潜艇等都是裂变能应用的成功例子，下节中将详细地阐述其原理和应用。然而核聚变能的应用仍然需要人类付出巨大努力才可能实现。怎样应用聚变能是目前世界性的科学难题，虽然经过数十年的努力和多国科学家的联合攻关，现在的进展仍不大。
受控核裂变反应堆
原子弹是不可控的核裂变，如果要把这种核变能为我们所用，人们就要建造核反应堆，并且采用技术使链式裂变缓慢和受控制地释放核能，这样才安全有效。我们把这个过程称为受控核裂变过程。
那么如何实现受控裂变呢？从刚才链式裂变的过程看，中子这个动力源是个比较关键的因素。调节中子的数量和速度有利于控制整个核裂变的速度。所以关于中子有下面两项关键技术：
中子吸收：为了控制链式核裂变产生出来的中子数量，需用吸收中子的材料做成吸收棒，称之为控制棒和安全棒。吸收材料一般是硼、碳化硼、镉等。
中子慢化技术：实验表明慢速中子（慢中子）更易引起铀—235裂变，而裂变出来中子是快速中子（快中子），所以反应堆中要放入能使中子速度减慢的材料，就叫慢化剂。一般慢化剂有水、重水、石墨等。通过中子与这些慢化剂的原子核碰撞来降低中子的速度。
这里得补充说明一下，虽然慢中子对铀一235裂变有利，但是自然界存在的铀中铀—235只占0.7%，而占天然铀99.3%的另一种同位素铀—238，它是不能在，陧中子的作用下发生裂变的。为了利用所有的铀，人类建立了快中子增殖堆。由铀—235裂变产生的快中子轰击铀—238变为钚—239，钚—239再被热中子轰击裂变产生核能。由于这个过程中快中子一边把铀—238变成钚—239一边又在使钚—239裂变，生产的比消耗的还要多，具有核燃料的增殖作用，故这种反应堆也就被叫做快中子增殖堆，简称快堆。
知道了这些，我们才来看看一个完整的受控核裂变反应堆的构成。
（1）堆芯：主要由裂变材料和吸收棒组成。
（2）慢化系统：反应堆中放入能使中子速度减慢的材料——慢化剂。
（3）控制与保护系统：通过控制吸收棒插入裂变材料管中深度，就可以控制中子的吸收比例，从而控制裂变的速度。
（4）冷却系统：为了将裂变的热导出来，反应堆必须有冷却剂，冷却剂常常就是慢化剂。
（5）反射层：能把堆芯内逃出的中子反射回去，减少中子的泄漏量。
好了，一个完整的核反应堆就可以为人类服务了。根据不同的用途，核反应堆可分为用于实验的研究堆；用于生产核裂变物质的生产堆；提供取暖、海水淡化、化工等用的热量的核反应堆；为发电而发生热量的发电堆；用于推进船舶、飞机、火箭等的推进堆等。
另外，核反应堆根据中子能量分为快中子堆和热（慢）中子堆；根据冷却剂材料分为水冷堆、气冷堆、有机液冷堆、液态金属冷堆；根据慢化剂分为石墨堆、重水堆、压水堆、沸水堆、有机堆、熔盐堆、铍堆，等等。核反应堆概念上可有900多种设计，但现实上非常有限。
核电站
核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，来加热水使之变成蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮发电机发电。一般说来，核电站的汽轮发电机及电器设备与普通火电站大同小异，其奥妙主要在于核反应堆。核电站常规组成除核反应堆外就还有蒸汽发生器、涡轮、发电机等。
核能的利用从第二次世界大战期间发展的核武器开始，到核电的第一次大规模发展仅用了不到三十年的时间，核电已成为人类主动利用核能为生活所用的主要方式。专家认为，核电的发展缓解了能源危机，而如果解决了核聚变技术，则可从根本上解决能源问题。2003年各国核电站情况。
核电站根据反应堆的不同类别主要分热中子反应的轻水堆核电站（包括压水堆核电站、沸水堆核电站）、重水堆核电站和快中子反应的快堆核电站。但用得最广泛的是压水反应堆。压水反应堆是以普通水作冷却剂和慢化剂，它是从军用堆基础上发展起来的最成熟、最成功的动力堆型。而最具有潜力和发展前景的是快堆核电站。
目前，世界上已商业运行的核电站堆型，如压水堆、沸水堆、重水堆、石墨气冷堆等都是非增殖堆型，主要利用核裂变燃料，即使再利用转换出来的钚—239等易裂变材料，它对铀资源的利用率也只有1%~2%，但在快堆中，铀—238原则上都能转换成钚—239而得以使用，但考虑到各种损耗，快堆可将铀资源的利用率提高到60%~70%。
八、地热能
地热是来自地球深处的可再生热能，它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。
有些地方，热能随自然涌出的热蒸汽和水而到达地面，自古以来它们就已被用于洗浴和蒸煮。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并转换成其他能量。
