电解水制氢气优点

中国船舶重工集团公司第七一八研究所（以下简称“七一八所”）隶属于世界500强中国船舶重工集团公司，创立于1966年，总部位于河北省邯郸市，是集军民产业的科研开发、设计生产、技术服务于一体的国家科研单位，主要从事高能化学、三防技术、制氢及氢能源开发、特种气体、精细化工、石油测井、环境工程、气体分析、自动控制、核电消氢、变频节能、空气净化、医用制氧等方面的专业研究设计。

在氢能领域，中船重工已经建成了围绕制氢、储氢、运氢、用氢的完整产业链，旗下涉及氢能的企业包括邯郸七一八研究所、南京七二四研究所、洛阳七二五研究所、武汉七一二研究所等。据了解，中船重工将把氢能产业作为公司十三五乃至十四五极为重要的战略方向，相关工作将由七一八所牵头，投建装备制造、工程建设、投资运营等全产业链环节。

在制氢领域，七一八所拥有国际领先的加压电解水制氢技术，以及全国最大的电解水制氢设备生产基地，七一八所已经成为了国内规模最大的电解水制氢装备研究和生产企业。此外，七一八所还具备甲醇制氢、富氢尾气提氢和天然煤制氢等技术，产氢量都很大，氢气纯度超5个9。

除制氢技术外，七一八所还致力于可再生能源制氢环节。

2015年，七一八所参与河北沽源的风电制氢综合利用示范项目，负责技术支持和储氢系统的工作，将宽功率波动高效电解制氢设备项目将风电技术与电解制氢技术有机结合，通过研究风电输出功率波动对电解制氢装量性能的影响，开发研究功率波动高效电解制氢设备，以使电解制氢设备对风电输出功率波动的耐受度达到0-100%；2017年，七一八所参与了863的风电耦合储氢燃料电池发电微网系统的研发和示范，研究功率波动对电解水制氢的影响；同年，七一八所参与了亿华通控股公司海珀尔在张家口的可再生能源制氢项目，与亿华通签署了氢能领域战略合作协议，并为该项目提供了2000立方/小时的电解水制氢设备。

为探索如何解决制约电解水制氢和可再生能源制氢的电价和设备这两大关键因素，七一八所还致力于研发碱水电解技术及纯水电解技术。据了解，七一八所目前已规划了相关研发的技术目标，预计最晚可在2020年上半年实现目标。七一八所所长李俊华介绍，一旦目标实现，整个系统的造价会降低超20%，能耗降低超5%。届时从经济性的测算来看，很多项目将具备自我经济运行价值和能力。

在加氢站领域，七一八所参与了多项加氢站项目的设计和建设，包括固定式加氢站——比如供应核心设备协助宇通佛山加氢站的建设；提供移动和撬装加氢站装置——如大中型加氢设备加注压力35Mpa，加注能力200—1000公斤/天。2018年，七一八所还与中车唐山合作，参与了世界首列燃料电池轨道机车的研制项目。

在车载氢系统领域，七一八所在车载氢系统相关设计、系统研制、装备等环节都有所研发，目前已经成为国内燃料电车领域车辆高压车载系统的供应商。其所控股的北京派瑞华氢能源公司也参与加氢站设计与建设、车载氢系统，承担了国内多座加氢站的设计与建设任务，交付的车载氢系统已经超过千套。

12月13-14日，七一八所将出席国际氢能及燃料电池产业发展技术峰会（2019IHFCS），并发表主题为“水电解制氢技术发展前景与制氢设备性能分析”的演讲。在此诚邀关注七一八所、以及氢能及燃料电池最新技术前景的您，拨冗莅临本次国际氢能及燃料电池产业发展技术峰会，共同为推动国内氢能产业发展献言建策。

编者按：10月26日，由联合国开发计划署、中国 汽车 工业协会联合主办，佛山市人民政府、佛山市南海区人民政府全面支持的2019联合国开发计划署氢能产业大会（UNDP氢能产业大会）在佛山市南海区樵山文化中心隆重举行。

联合国开发计划署和世界 汽车 组织领导，以及国家相关部委、全球组织机构、科研院校、 汽车 集团、氢能与燃料电池核心企业等嘉宾代表将齐聚佛山，分享产业趋势报告、前沿技术成果和应用案例，为氢能与燃料电池 汽车 产业实现大规模商业化发展贡献智慧和力量。

在10月26日的论坛上，德国国家氢和燃料电池技术组织（NOW GmbH）国际部部长Dr. Geert Tjarks发表了主旨演讲。他在演讲中表示，德国从2000年就开始研发氢燃料电池技术，过去的十年完成了第一阶段，开发了很多新的技术。现在进入第二阶段，重点就是如何推广、应用这些技术，增加这些技术的效能、降低它的成本。

关于加氢基础设施，Dr. Geert Tjarks表示，德国目前有76个加氢站，今年年底将增加到100个。下一个阶段，将进一步提高到400个。

以下是Dr. Geert Tjarks的演讲实录：

德国国家氢和燃料电池技术组织(NOW GmbH)国际部部长 Dr. Geert Tjarks

Dr. Geert Tjarks：亲爱的来宾，女士们，先生们，非常感谢主办方邀请我来参加这次大会，谢谢联合国开发计划署、中国 汽车 工业协会、佛山市政府南海区政府，邀请我做这个汇报。

首先，先介绍我们的“NOW”。“NOW”是我们负责不同的德国联邦政府的一项项目，特别是联邦政府的一些交通项目，我们很多年前就已经成立了，我们在那个时候有一个NIP的项目，我将会在这里跟大家多说一下NIP的项目。我们也会负责在德国的一些充电基建项目，所以我们特别为德国的联邦政府不同项目服务，我们帮助政府加快提高这方面的能力。我们的公司就是这样一种职能，我的演讲有三部分，一是我们在德国氢能方面的一些举措和方法。二是氢能在能源系统的决策。三是在氢能方面的做法。

我们跟其他的国家一样，我们也签署了《巴黎协定》，我们要致力于减排，我们要在2030年之前减少至少55%的排放，因为我们可以看到过去几年一些数字，大家可以在图表上面看到变化，特别是一些公共交通贡献出来的减排数字。另外，对我们来说二氧化碳的减排在一方面是非常重要的，另一方面也是不容易做到的，所以这里我们遇到的问题，即我们怎样能够在公共交通领域做到减排目标？我们当然可以减少交通的需求量，我们另一方面也要找一些技术帮助我们能够减少排放。我们看了一下到底能够利用哪些技术帮助我们实现减排的目标？

我们看到了氢能技术真的能够帮助我们减少二氧化碳的排放，而且在公交领域，氢能也有很多不同的应用，也能够帮助我们的交通运输系统，比如说下面也可以发展一些氢能大巴，比如说有一些长途的运输客车也是很重要的，比如说在德国已经有氢能的火车在应用了。

当然了我们在脱碳项目方面其实遇到了很多问题，我们也希望能够把氢能应用到那个方面。我们要把氢能不仅作为可再生资源而且要帮助我们实现减排，发挥很大作用，因为对我们来说，我们知道燃料电池、纯氢在应用和运输方面都有很多的限制。

但是，其实我们是用一些合成的燃料，这些合成的燃料是在氢气基础上开发的。这种燃料能够实现方便的运输，我们也需要有这些氢技术用在交通方面，我们整个的策略想法就是要开发燃料电池行业，我们2000年就已经开始研发，我们过去的十年就完成了第一阶段，我们现在进入市场第二阶段，我们整个联邦政府一共提供14亿欧元的资金支持。

在这个阶段，我们通过研发开发出很多新的技术，今天我们还在应用这些技术到市场，所以第二个阶段，我们重点就是如何推广、应用这些技术，增加这些技术的效能、降低它的成本，所以成本是其中一方面的问题，我们通过不断的研发降低成本。

我们不仅仅是在应用方面做大量工作，我们在制氢生产方面也做了很多工作。我们所取得的成果，大家可以看到我们在燃料电池推广应用方面， 在德国我们就可以看到一共有76个加氢站，今年年底我们就会有100个加氢站，我们服务600万的顾客 ，其实能服务到600万的顾客是一个挺好的成果。

下一个阶段，我们要把整个的加氢站数字提高到400个 ，我们这个数字正在不断增加，在未来我们相信会有更多，所以我们希望能够在未来满足德国的燃料电池 汽车 的需求。

第二部分，我们在能源系统里面的氢应用情况。我们刚才也说到电动移动性方面，氢的作用很重要，我们要确保我们真的能够用这些绿色的能源，运用到我们的交通行业里面，我们要去想一下怎样把这些可以再生的能源应用到我们的运输部门里面，所以我们的政府很确信怎样能够把这些从其他行业里边所得到的能源能够应用到交通领域里面。

比如说，把那些电力方面的能源帮助我们再整合到能源系统里面，比如说我们从一些炼油厂实现氢能源应用？我们如何在短期内实现脱碳的一些任务？我们要去看怎样利用这些氢能源在很近的将来就可以实现我们作为一种可再生资源实现脱碳的任务。

在这里，我们可以看到水电解，是从电力到气体技术的最基本方法，我们可以看到德国有15个示范性的工厂正在做这个操作，整个的水电解能力正在不断提高，在不同的行业里面这些氢的耦合等等的应用也在增加。当然了，我们到2030年要实现我们的减排目标，所以我们可以看到从2020-2030年我们从100兆瓦的量达到2030年超过10GW的安装量，其实是可以做到的，我们要不断利用这些水电解的方法，2050年我们就要实现一到二GW的安装量。

最后，成本是很重要的。我们知道要在德国生产这些绿色的氢能成本是挺贵的，我们要根据我们限定的法规尽量降低氢能的生产成本，当我们买电力的时候，我们要考虑每个千瓦的成本，在付这些成本的时候我们还要付一些税等等其他的一些费用。我们现在已经有一些灵活的技术，但是我们同时也要在法规的框架下让整个成本能够实现降低目标，整个的政策和整个的行业框架都很重要。

最后一部分，氢能在整个经济里面接下来要做什么。政府方面，我们要去跟交通管理部门合作，要去开发一些国家的氢能策略，我们在今年的两委就会发布一些氢能策略，以及我们跟交通部合作、能源部合作，所以一共有4个部级的政府部门携手看未来整个氢能能够发挥多大作用。以及我们还有一些国家级的部长级大会，这是在德国一个比较特别的大会，去讨论全国氢能策略。

这是我们整个的国家框架，下一步，我们就要应用和推广整个的氢能，所以我们要说的就是怎样整合氢能到我们这个行业里面，因为我们知道有局部的案例成功并不足够，比如只是火车上面的氢能应用成功，并不能够让我们确保能够把它们升级到其他的行业应用里面，所以我们要考虑应用方面、生产方面等等，在应用方面是我们下一步的重点，我们已经推出“氢能大地”的计划，里面包括了9个氢能应用地区，包括公共 汽车 、卡车、小轿车等等其他的交通行业所涉及的一些车辆，都会把它们结合到我们这个氢能的计划里面。

我们还有另外一个“11个”大规模研发项目，我们称之为“REALLABORE”，我们希望未来整个德国能够产生氢能并能够增加很多，这是我们现在政府要推出的其中一些项目。我们整个项目就是要把不同行业的利益整合在一块，我们要有一个氢能生产的最佳条件，最后就能够把这些氢能成功地出售出去，以及把氢能应用到他们需要的地方。所以在我们整个的HYAMD项目我们就是氢能推广下一步的项目。

这一页大家可以感受到这些项目一些信息，比如现在我们整个的氢能项目规模大概是600瓦规模，我们未来要增加到100兆瓦。这个表里面大家可以看到德国北部有一些生产厂，但是南部有更多的氢能需求，所以我们要把整个的氢能技术推广得更快，同时能够把这些氢能应用到不同的地区，我们现在会进口一些化学的能源、石油等等，所以德国其实是不能够自给自足的，不能100%满足德国电能的要求，我们未来可能会从中国买一些能源。

我们最后的目标即找到一些可再生能源作为我们的能源载体，让我们整个德国的这些能源都可以结合利用起来。

这是我们在欧盟规定范围里面做的活动的情况，比如说在我们的国际级别上有一些创新任务，我们的创新目标就是包括欧盟在内23个国家推广氢能技术，我们把不同的利益方都能够结合起来，能够帮助我们去利用氢能给大家带来的好处，让它能够真正地在市场上推广。

这是最后一张幻灯片，我们在氢能行业要通过合作实现目标，非常重要的是把不同的利益方整合起来，实现规模的提升，降低成本，就把不同的市场、不同国家的利益方联系在一块，这是最重要的。所以我们要跟卡塔尔合作，我们跟卡塔尔有一个很强大的合作关系，对我们来说就是要通过这样一种合作把氢能推广到国际市场。

非常感谢大家！

因为直接用可再生能源发电导致电网的调峰压力非常大，巨大。弃风弃光弃水问题很严重。储能是提高电网调节能力的最佳手段之一。目前应用最多的是抽水蓄能，其次也有储热、电化学电池、压缩空气的各种技术路线。

本质上电制氢也是储能的一种。在电网下调峰能力不足的时候（即出现弃电的时候），将弃电部分用来制氢，或者在夜间负荷低的时候，用低价电制氢，在需要的时候，不管是发电还是直接燃烧，取用储存的能量。

用氢作为能源发电，两步过程中能量难免会有损失，但是其实仔细琢磨一下，还是可行的，主要是得采用廉价易得的电能来电解之制氢，像大规模的太阳能、风能都是很好的清洁能源。

提高电解制氢的效率后，能量从太阳能转移到氢能源里。由于氢气能量密度大，移动性好，不受天气影响，所以用氢气作为汽车的驱动能源还是很不错的选择，清洁环保。这其中最主要的还是得提高制氢的效率和氢转化为电和动力的效率。

可再生能源制氢的用处

可再生能源制氢有它的优势，采用了可再生能源，以风光水等等可再生能源为载体，以氢气作为一个二次能源的载体，在能源转型中可以和电力互为补充，以实现工业、建筑、电力、交通运输等产业互联。

目前广泛使用的氢源主来自化石燃料、电解水和化工副产氢。此外，生物质制氢、核能制氢和光催化制氢正在研究，还没达到工业化应用的水平。可再生能源制氢只能选择电解水制氢，化石燃料制氢和化工副产氢都是有碳排放的。

在智利最南端的麦哲伦省，立足于当地丰富的风能资源，西门子能源携手多个合作伙伴共同打造了“Haru Oni”项目，创新了绿氢生产与应用的场景，即利用可再生能源生产气候中立的合成燃料，这不仅能为高碳排放的交通运输行业提供清洁燃料，也将为可再生能源丰富的地区提供清洁能源输出提供巨大商机。

西门子能源首席执行官克里斯蒂安·布鲁赫博士（Christian Bruch）表示，“可再生能源将不仅在有市场需求的地方生产。风能、太阳能等自然资源丰富的地区也将成为可再生能源的产地。因此，新的供应链将在世界各地兴起，支持可再生能源在地区间的运输。”

西门子能源股份公司新能源业务全球首席战略官兼新能源亚太区业务负责人赵作智博士在接受采访时表示，重要行业如交通运输、工业等的??深度脱碳离不开绿氢的使用。未来，氢能在储能和运输方面将扮演越来越重要的角色。

可再生能源的全球化分配

氢气作为能源载体，将在全球能源转型中与电力互为补充。电解水制氢被认为是未来制氢的发展方向，尤其是利用可再生能源电解水制氢。

目前传统的制氢模式，不管是“灰氢”还是“蓝氢”，它们的生产还是使用过程，都存在着高碳排的问题。当电解水制氢过程中使用的电力完全来自风能、太阳能、水能或地热发电等可再生能源时，其产生的氢气才能被称为“绿氢”。

数据显示，2020年，全球交通运输行业二氧化碳排放量高达排放量达到88亿吨，仅次于能源、工业成为第三大碳排放源头，尤其是公路运输占比较高。因此，在二氧化碳减排面临挑战的领域，比如交通运输、炼油和钢铁等行业，绿氢将助力其实现深度去碳化。

“Haru Oni”项目依托智利的风能优势，通过电解槽利用风电将水分解为氢气与氧气，然后利用从空气中捕获二氧化碳与绿氢结合，制取合成燃料。在这个过程中，西门子能源灵活高效的质子交换膜（PEM）电解技术，由于其具有的快速启停，在极短时间达到满载运行的优势，能够很好的解决风能的不稳定性问题。

未来，由绿氢制成的合成燃料，将有着广阔的新应用领域。与传统化石燃料相比，合成燃料的碳足迹显著降低，基于合成燃料的绿色产品，将成为运输、交通或供暖部门深度脱碳的有力选择。

据了解，“Haru Oni”试点项目是全球首个工业级综合性合成清洁燃料商业工厂。预计最早在2022年，工厂将完成第一阶段试点，年产约13万升合成清洁燃料。根据项目规划，，将在2024年和2026年分别实现5500万升和5.5亿升的年产量目标。

智利享有风力发电的优越气候条件，且电力成本低，具备面向全球市场生产、出口以及在本地应用绿氢的巨大潜力。“Haru Oni”项目产生的经济效益，不仅可以促进可再生能源丰富的地区经济增长，也能通过清洁能源传输机制，令工业国家受益于更加多元化的绿色能源供应和稳定的能源成本，实现双赢的局面。

2021年5月，西门子能源启动了中东和北非地区首个工业级太阳能驱动的绿色氢能生产设施，利用太阳能园区的日光太阳能，该项目能够在1.25MWe的峰值功率下，每小时生产大约20.5公斤的氢气。

该试点项目展示了从太阳能制绿氢到氢气的存储和再电气化。这套系统可以为可再生能源的生产提供缓冲，既可用于针对需求增加的快速响应，也支持长期存储。在该地区太阳能光伏发电和风力发电成本低廉的背景下，氢气有望成为未来能源组合中的关键燃料，并有可能为拥有丰富可再生能源资源的地区带来能源出口的机会。

根据国际氢能委员会预计，到2050年，氢能将承担全球18%的能源终端需求，创造超过2.5万亿美元的市场价值，燃料电池 汽车 将占据全球车辆的20%~25%，每年为交通运输行业贡献至少三分之一的碳减排。

西门子能源正在通过构建电能多元化转化系统（Power-to-X）的基础设施帮助客户实现其去碳化目标，并为全球范围内的跨行业去碳化做出贡献。西门子能源拥有面向可持续的、零碳排放的能源供应所有核心技术，从可再生能源、高效燃气电厂，到输配电和低碳的能源工业应用关键设备和解决方案，再到高效的电解水制氢解决方案。

在中国实施首个兆瓦级绿色制氢项目

氢能产业在整个能源行业的地位已逐渐提高。截至2021年初，全球已有30多个国家发布氢能产业发展路线图。日本和欧盟均已公布氢能战略，对2030年和2050年的绿氢产量和氢能源 汽车 的普及率提出具体目标。

去年，国务院办公厅及国家能源局等颁布了《新能源 汽车 产业发展规划（2021-2035年）》《关于建立健全清洁能源消纳长效机制的指导意见（征求意见稿）》等支持政策，鼓励推广绿氢、分布式能源、燃料电池等重点技术的研发和商业应用，氢能产业将迈入商业化和规模化发展的新阶段。

推广绿氢使用的一大难点在于如何降低成本。对此，赵作智博士以光伏发电成本下降举例对照，一是技术的创新突破，二是规模化应用的效应。“将需求端培养起来以后，能够有效拉动供给端，规模化效应就起来了。”他认为，绿氢的成本在于电解槽设备和用电成本，其中，可再生能源产生的绿电成本高低，以及设备的利用小时数，是最大的影响因素。

今年4月，BloombergNEF发布的氢能平价更新报告，建模预测了15~28个国家未来的绿氢降本路线，表示到2050年绿氢价格将低于天然气、灰氢和蓝氢，届时，绿氢成本将较现在降低85%，低于1美元/千克。报告同时表示，到2030年，从成本上来讲蓝氢项目的必要性将大大降低了。受益于光伏成本的大幅降低，未来绿氢降本有望提速。

在碳达峰、碳中和目标的推动下，广东、上海、浙江、江苏、山东等30个省份将氢能写入“十四五”发展规划，总产值规模将达近万亿元。此外，北京、河北、四川等省份还纷纷出台了氢能产业发展实施方案。

对于国内氢能市场的发展，赵作智博士表示，“中国是很好的一块土壤，我们有政策、有资本，也有??各行各业，一些领军企业也有意愿去尝试一些新技术，有资金、有人才、有市场，未来，随着技术的进步，绿氢的发展潜力十分巨大。”

据了解，西门子能源专注于三大领域的技术创新，一个是低碳或零碳的发电；第二是低碳环保的输电；第三是针对工业领域的去碳化，尤其是油气、化工、造纸等能源密集型行业。

赵作智博士透露，目前，西门子能源在国内布局，主要是通过和领军企业合作，发挥各自优势降低成本，推进技术应用。在实现双碳目标的背景下，业内遵循着需求拉动供给的规律，以技术解决方案节能降本，推动应用规模化的形成。

2019年9月，西门子与国家电力投资集团（“国家电投”）签署《绿色氢能发展和综合利用合作谅解备忘录》。双方计划进一步拓展绿色氢能项目的合作。

2020年8月，西门子能源与中国电力国际发展有限公司（下称“中国电力”）旗下的北京绿氢 科技 发展有限公司签署协议，为中国电力氢能创新产业园提供一套橇装式质子交换膜（PEM）纯水电解制氢系统“Silyzer 200”。这一项目所在的北京市延庆区是将于2022年举行的大型 体育 赛事的三大赛区之一。西门子能源的绿色制氢解决方案将帮助确保赛事期间和赛后的公共交通运营所需的氢能供应。

据介绍，这是西门子能源在中国实施的首个兆瓦级别绿色制氢项目，设备已经运达现场，在安装调试后将很快投入运营。作为该制氢-加氢一体化能源服务站的核心设备，西门子能源提供的PEM纯水电解制氢系统Silyzer 200能够以高能量密度和运行效率实现工业规模的高品质氢气生产。此外，该制氢系统具有快速响应能力，带压启动至稳定运行时间不超过1分钟，并可直接与可再生能源耦合。

展望未来发展，“绿氢方面，我认为中国会引领整个世界。现在领先的是中国和欧洲，这两个市场有他们自身得天独厚的地方，两边一起来、两家火车头一起拉动，这也符合一个整个中欧合作的一个大框架。”赵作智博士说。

世界经济的现代化，得益于化石能源，如石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛的投入应用。因而它是建筑在化石能源基础之上的一种经济。 然而，由于这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭。 石油储量的综合估算，可支配的化石能源的极限，大约为1180~1510亿吨，以1995年世界石油的年开采量33.2亿吨计算，石油储量大约在2050年左右宣告枯竭。 天然气储备估计在131800~152900兆立方米。年开采量维持在2300兆立方米，将在57~65年内枯竭。 煤的储量约为5600亿吨。1995年煤炭开采量为33亿吨，可以供应169年。 铀的年开采量目前为每年6万吨，根据1993年世界能源委员会的估计可维持到21世纪30年代中期。 核聚变到2050年还没有实现的希望。 化石能源与原料链条的中断，必将导致世界经济危机和冲突的加剧，最终葬送现代市场经济。 事实上，近10年来，中东及海湾地区与非洲的战争都是由化石能源的重新配置与分配而引发。这种军事冲突，今后还将更猛烈、更频繁；在国内，也可能出现由于能源基地工人下岗而引发的许多新的矛盾和冲突。 总之，能源危机迟早会爆发；它的爆发将具有爆炸性！

如何保护能源?

坚持能源可持续发展

1.依靠科技进步和政策引导，提高能源效率，走高效、清洁化的能源利用道路。

2.大力发展可再生能源 用可再生能源和原料全面取代生化资源，进行一场新的工业革命，不仅是出于生存的原因；与之相连的是世界经济可获得持续的发展。在这种世界经济中，高科技术和生态可以承载的区域性经济形式将得以发展。 可再生能源主要有如下方面： 以太阳能的利用为主的可再生能源潜力极大，据天文物理学家的计算表明，太阳系还能存在45亿年，每年太阳提供的能量是世界人口商品消费量的1.5万倍。 光伏电力的应用 如在德国每平方米每年的平均日照量为1100千瓦时。电力的总需求量约为5000千瓦时，光伏技术的年平均功率约为太阳辐射量的10%。依*光伏设备生产5000亿千瓦时的电力，需要5000平方公里的光伏转化模板面积。明智的做法是用相关设备安装在建筑物的表面，在德国，这一做法意味着只需不到10%的建筑物顶部。 光热利用 在中欧和北欧等缺少阳光的地区，已经出现了一些完全依赖阳光供暖的建筑物（应用比较理想的热与热交换系统）。 生物质燃料能源 目前全球农用面积约为1000平方公里。约有4000万平方公里的土地为森林覆盖，荒漠地区的面积约为4900万平方公里。光合作用的年产量（包括自然生长的植物和粮食生产）目前大约是2200亿吨干坏料，这大约相当于每年80亿吨生化资料所提供的能量，只需不到1200平方公里的可耕地和林地面积（不计沼气的能力）。 氢能源 利用自然界大量存在的水，由电解水产生氢或由太阳能光催化水分解氢。 小水电与潮汐发电 也可提供可观的电力。 风力发电 丹麦是风力发电大国，现有6300座风力发电机，提供13%的电力需求。 总之，可再生能源的利用潜力很大，完全可满足人类社会可持续发展的能源的需求。