近年來，隨著美國環境保護法規的日趨嚴格，各種發電廠必須耗費巨資加速防汙設備，因此，發電成本與生產燃料電池成本大大縮小，目前僅差約25%。但一旦燃料電池大量生產，將可與傳統電能相競爭。據美國馬薩諸塞州研究這種電池的巴奈特表示，90年代燃料電池可獲得廣泛的使用。他估計，到2000年全球燃料電池的市場容量可達每年60億美元。巴奈特的上述估計，吸引了美國聯合科技、西屋電氣以及能源研究等公司。而他們的主要競爭對手則為日本及德國。如日本三菱重工及東芝等10餘家公司及德國西門子公司都加快了研究步伐。美國太平洋煤氣電力公司最近宣稱，該公司建在加州聖拉蒙市的美國第一家以融熔碳酸鹽燃料電池為基礎的發電廠最近已投產。這家投資500萬美元的以天然氣為燃料的實驗性發電廠容量100千瓦，足以供應20家住宅的用電。據介紹，這種發電設備比一般汽輪機的效率高50%。燃料電池可直接將燃料能轉化為熱能和電能，而無需燃料過程，因此排放物極少。據測定，該電廠的二氧化碳排放量比其他燒化石燃料的電廠低22%～36%，而且由於燃料電池沒有運動部件，因而工作時噪音很小。在加利福尼亞的聖克拉拉市，將建造一座2000千瓦級的燃料電池發電廠，可滿足2000戶家庭用電，1994年啟用。
報道說，美國計劃在21世紀初大規模擴大燃料電池的應用，目前正在加速發展燃料電池新技術。最近，美國馬薩諸塞州安多弗市物理科學公司已推出一種新型燃料電池，其特點是電池的電解質溶液在陽極和陰極之間傳導電流。把氫和氯注入電池，形成氯化氫和電子，這些電子的運動形成電流。由於氫和氯很容易結合和分離，當用電量少時，利用電解技術把氯化氫分解；當用電量多時，把這些原子重新結合獲得電流。實踐證實，用這種方法可把過剩的70%電流儲存起來。
室溫核聚變能不能解決人類的最終能源
通常認為，要將兩個輕核用人為的方法聚在一起，從而獲得聚變能，必須創造1億攝氏度高溫，使得氘和氚等氣體變成等離子體，才可實現。
然而，1989年3月，從美國傳出了一條振奮人心的消息。報告說美國猶他州的猶他大學兩位科學家龐斯和弗萊希曼，將鉑和鈀電極插入重水中，通電之後，竟發現了核聚變的現象。據說，放出的能量是輸入的10～50倍，還有中子和射線放出。消息傳出後，使世人為之一振。於是有數百個實驗室立即進行重複實驗。試圖證明這種常溫核聚變的可能性。猶他州也隨後撥出450萬美元給猶地他大學作為研究經費。過了一段時間之後，來自世界不同角落的消息有悲有喜。總結起來看，一些名牌實驗室沒有取得重複的實驗結果，一些不出名的實驗室反而報告說他們實現了重複實驗。隨之而來的是議論紛紛。有些科學家還試圖尋找解釋常溫核聚變的理論。讚成常溫核聚變存在的科學家認為，由於鈀是一種很好的吸氫材料，當電極通電後，重水就會發生電離，氘就可能成為自由粒子狀態，被吸入到鈀的晶格的空隙中，成為間隙離子態，這就給氘與氚的緊密結合創造了一個良好的條件。也有人認為這還不夠，也可能有μ介子參與這一反應。持懷疑態度的科學家認為，這是一場電化學反應過程，根本不是什麼常溫核聚變，他們認為所測到的中子數比天然本底高不了多少，所測到的輻射線很可能是自然界氡所帶來的。
為此，國際上舉行了電化學家會議，對此舉行了激烈的辯論，最後沒有下明確的結論。盡管這次嚐試尚未結出碩果，但科學家的努力將我們的眼界大大拓寬了，給人們一種極好的啟迪，催促人們去尋找一種非常規辦法，以解決人類最終的能源問題。
日本在室溫核聚變研究方麵已取得哪些突破性進展
日本大阪大學工學部的高橋亮人教授1994年1月27日在名古屋舉行的“在磁場中的非線性現場應用問題國際會議”上發表了他的實驗結果。實驗使用的電解裝置是以1毫米厚的高純金屬鈀做陰極，陽極是白金線圈。電極全部浸在重水裏電解。電極間通過的電流每6小時以025安培和4.2安培交替變動。從1993年12月20日開始實驗出現發熱反應。0.25安培低電流時發生50～70瓦的熱，4.2安培電流時發生200～250瓦的熱。電解時使用的電力，在低電流時為125瓦，在高電流時為90～100瓦，所以放出的熱量是以低電電解時使用電力的幾十倍。將放出熱量減去消耗電量，平均盈餘約150瓦，這部分功率產生餘熱。從實驗開始，放出的熱能合計為200兆焦耳。以核反應堆核燃料棒每1立方厘米產生的熱量與這次實驗相比，後者的單位比功率大10倍。用精度最高的液體閃爍器測到了中子（中子被認為是發生核聚變反應的證據），因而確認了中子的發生。據測量，發熱多則中子數減少，這兩者關係也是首次查明的。另外，在實驗過程中交換電極後，同樣的發熱反應繼續不斷，所以人們認為實驗結果是能夠再現的。核聚變研究所教授池上英雄說，中子和發熱的關係這樣鮮明地顯示出來，這還是首次。關於理論，雖然是大膽的設想，但很有趣。至於熱功率達消耗的電力的幾十倍，這是令人非常驚訝的。但是，要斷定這是由於核聚變引起的，還需要繼續研究。日本電信電話公司（NTT）公布，利用簡單裝置得到大量能量的室溫核聚變試驗成功，核聚變時發生的4He和熱量均經證實。迄今一直作為機理不明的發熱反應，將使核聚變的可能性取得飛躍發展。
室溫核聚變是在1989年由美國猶他大學和南安普敦大學的兩位教授利用簡單裝置產生大量熱後而發表的，並引起了一場大爭論。但由於未觀測到核聚變反應證據的4He或中子，被認為反應現象不清。而NTT則利用自身創製的實驗手段測出了核聚變產物4He，且再現性好，從而解決了這一問題。實驗使用麵積3厘米×3厘米、厘度為1毫米的鈀板，一麵塗以氧化膜，並使之吸收重氫至飽和程度後放於真空容器中，在吸收重氫的一麵鍍金以防止重氫的逸出。對鈀板通電加熱後，便可觀測到4He，同時鈀極亦溫升100℃以上，從4He的發生量可計算出每秒核聚變的反應次數達千兆次以上。對此，NTT推論，封閉於鈀極中的重氫離子化後帶有從高溫向低溫轉移的特性，從而離子密度升高的局部，重氫離子互相碰撞而結合，從而引起產生4He的核聚變反應。過去的室溫核聚變常采取將水電解後並將重氫封閉於電極中的辦法進行。由於無法和自然界存在的4He和中子區別，故難以證實。而這次NTT的試驗可算出多少熱量是由核聚變產生的，並有很好的再現性，故認為是成功的。如室溫核聚變得以實用以後，則核聚變試驗裝置將可大大簡化，這將對世界能源政策帶來巨大的影響。日本文部省核聚變科學研究所池上英雄教授最近向報刊記者係統地發表了他對常溫核聚變的觀點。他主張“能否產生過剩熱的爭論階段已經結束，下一步應轉向材料研究開發和弄清反應機理”。對氫的吸收率是關鍵：從實驗方麵的結果看，隻要選用合適的材料作電極，肯定會產生過剩熱。如以鈀為電極時，當氫的吸收率＞0.9%時肯定會產生過剩熱，但難度是如何使氫吸收率＞0.9%。目前企業對此很關心，參加通產省組織的氫能研究組的共有15家（新日鐵、日立、東芝、三菱重工、日本電話電訊、三菱原料、日本鋼管、富士電機、東京電力、關西電力、中部電力、九州電力、北海道電力，東京煤氣和大阪煤氣等），其中有關能源的廠家更多關心其動向外，製造廠則在拚命探索。為順應各廠要求，已委托能源綜合工學研究所牽頭研究並到國外進行了考察。距實用還有相當長距離：目前可以完全再現的試驗，產熱量僅為輸入的1.3倍，亦有達到2～5倍甚至10倍的，但很難再現。且往往在未預期時發生，或發生的熱量難以控製，所以說產生熱量和核聚變的關係尚不明。但從科學上看，產熱量達1.1倍亦是很大的成就，而從實用看則很不足。關鍵是機理不明：常溫核聚變這一叫法欠妥，因為能量是否為核聚變所產生的目前證據尚不足。從實驗中我們測到了氦、中子和氘，證明是起了核反應，但並非重氫核聚變的D-D反應；另產出過剩熱已經證實，但尚不能說明兩者的關係。國際研究動態：盡管在一些國家還有人堅決反對常溫核聚變的可能，但擁護的人在增多。美能源部一位局長最近就改變了看法，但他已經離開了能源部。馬薩諸塞工科大學已請俄國有造詣專家克狄洛夫來做試驗。
為什麼先進核反應堆能為人類提供充足的能源
核能是為人類提供長期、穩定和充足能源的有效途徑，核能的利用要經曆從熱中子堆-快中子堆-聚變堆的三個發展階段。現在世界上正在運行的400多座核發電堆中，絕大部分是熱中子堆。為了確保反應堆的安全，國際上正在尋求一種具有固有安全性的核反應堆，為了獲得高溫工藝用熱，還在開發一種高溫堆。從這些目的出發，現代的核反應堆正向先進反應堆發展。這些先進核反應堆有：先
進壓水堆、高溫氣冷堆、快中子增殖堆、聚變-裂變混合堆，等等。發展快中子增殖反應堆是有效利用核燃料資源的必由之路快中子增殖反應堆與現有的熱中子堆的根本區別是，快堆是直接利用裂變產生的快中子來轟擊核燃料原子核使之發生裂變。這種堆的最大特點是，每燒掉一個裂變原子可以產生一個以上的新的核燃料原子，利用這種堆發來電，除了自身發電外，還能增殖核燃料。法國人把電功率25萬千瓦的原型快堆取名為Phenix,翻譯成中文叫“鳳凰”，是傳說中的吉祥鳥，西方稱它為“不死鳥”。在埃及神話裏，傳說它生活在阿拉伯的沙漠中，每隔五百年自焚一次，然後又從死灰中複生。法國將快堆取名為“鳳凰”和“超鳳凰”是對快堆的生動正確的描繪。世界上早在研究原子彈的初期就開始研究快堆，1951年建成的世界上第一座試驗核電站（EBR-I）就是一座快中子堆核電站，它第一次為兩排房子點亮了電燈，人類第一次享用了核電。
由於快中子堆技術複雜，從研究快堆原理至今已有40多年曆史，還沒有完成商業化推廣使命。不過，現在全世界已經建成了20座快堆，其中法國的120萬千瓦電功率“超鳳凰”快堆，從1985年啟動至今仍在順利運行。現在，美國利用早期建設的試驗快堆（EBR-I），改裝成EBR-Ⅱ金屬堆芯試驗電站，經20年研究證明，金屬型燃料快堆將有較好的發展前途。用這種快堆可以將燃料倍增時間從原來的20年縮短到6～7年，如果這種快堆將來能夠實現商用，將為增殖燃料作出重大貢獻。現在，快堆發展正處在商業應用前夜，預計到下世紀初期，可能逐步進入商業化應用。
高溫氣冷堆將為人類提供理想的高溫熱源〖HT〗現在，全世界普遍認為高溫氣冷堆是一種具有固有安全性的先進堆。這種堆采用塗敷顆粒燃料，氦作冷卻劑，石墨作慢化劑，是一種熱中子堆。塗敷顆粒燃料是一顆顆比小米稍小些的球體，它的芯子是二氧化鈾燃料，外層塗上熱解炭和炭化矽等堅固塗層，這些塗層將顆粒包住，裂變過程的產物都可以包在內，相當於一個小壓力容器。將這些小塗敷顆粒彌散在石墨基體中，然後製成球狀或塊狀燃料元件。 由於這種燃料基體石墨能耐3000℃高溫，塗敷顆粒自身又可以耐燒，所以這種堆的出口溫高可高到950℃，甚至1000℃以上，由此得名叫高溫堆。
現在，地球上儲存的石油資源是有限的，隨著時間的推移，會漸漸地被消耗完。煤炭的儲量比石油多得多，將來液體燃料的供應主要靠煤的液化，也叫煤製甲醇。煤的液化要提供1000℃以上的高溫，常用化石燃料作為熱源，除了自身要消耗常規燃料外，還會帶來二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、二氧化碳等有害氣體的環境汙染。如果用高溫氣冷堆作高溫熱源，則可減少化石燃料的消耗，也可避免常規燃料燃燒帶來對環境的汙染。
預測表明，我國的石油產量大約到2020年達到3億噸，到達頂峰，以後將逐年下降，到2050年產量將降至1億噸。屆時，由於航空航天事業和交通事業的蓬勃發展，液體燃料的消耗量將越來越大，解決液體燃料供應問題的主要出路是煤的液化。如果開發高溫氣冷堆作為高溫熱源，利用我國儲量豐富的低熱值的褐煤來生產液煤，則將是十分理想的方案。還有，我國有豐富的稠油資源，由於它的粘度太大，隻有注入蒸汽才能開采。通常，生產蒸汽要耗去1/3石油產量，不大合算。如果用高溫氣冷堆供熱，則可以有效地開采稠油。現在，日本已經製訂核能煉鋼計劃，打算發展高溫氣冷堆，用煤氣化生產還原氣體，並利用還原氣來使鐵礦直接還原生產海錦鐵，作為煉鋼的原料。聚變-裂變混合堆一旦開發成功可能為增殖核燃料開辟一條新的途徑〖HT〗受控核聚變的實現將是人類解決長期穩定能源供應的最終途徑。由於實現可控核聚變需要上億度高溫及強大的約束磁場，盡管世界各國已經花了幾百億美元的投資，建造了一個個實驗裝置，經過了千百次試驗，但接力賽離終點還尚遠。美國人預計，要真正實現受控核聚變的商業推廣應用，大約還要60年。
現在，有些科學家已經提出研製一種聚變-裂變混合堆。這種堆的堆芯是一個受控聚變裝置，它也是用氘氚作燃料，產生核聚變隻是條件要比純聚變要求低些，容易實現。在聚變堆芯的周圍包上鈾-238貧料，吸收核聚變放出的大量中子後，鈾-238就會變成鈈-239，鈈-239就可以供快中子堆作燃料，也可供壓水堆作燃料，而且，這種混合堆因放出中子量大，增殖核燃料效果較為顯著。混合堆在當前國際上還沒有真正進入試驗研究階段，不過前蘇聯的個別研究所有一些概念設計。“七五”期間，我國高技術能源領域已經將快中子增殖堆、高溫氣冷堆和聚變-裂變混合堆列為先進核反應堆的前期研究計劃，並撥出了專款，還專門設立了先進核反應堆在我國未來能源供應中的地位及發展戰略研究專家組，進行這方麵的研究工作。現在打算在2000年以前建成一座快中子實驗電站、一座高溫氣冷實驗堆，進行聚變-裂變混合堆技術跟蹤研究，國家將繼續撥出專款進行先進核反應堆的研究和開發。
（四）世界能源新技術展望
當今社會正麵臨著能源和環境的雙重挑戰，日趨嚴峻的生態環境的惡化，要求現代社會是進入經濟-能源-環境協調發展階段。為使人類走出困境，當今能源新技術在現代科技發展前沿中越來越顯出它的重要地位，世界各國都爭先進行各種類型能源新技術的研究。工業發達國家由於涉足較早，在某些新能源技術方麵已耗資巨額，取得了長足的進展，其商業化時間也為此大大提前。有的技術已經過實證，現在正處在商業化的前夜。例如，在美國，潔淨煤技術中的增壓流化床燃燒和煤氣化聯合循環發電等技術已經過示範階段，通過努力將在本世紀末進入商業化。現在，根據國外的有關報道進行綜合，將21世紀世界能源新技術展望列於下表。
世界能源形勢怎樣
能源需求的增長速度與經濟增長速度有密切的關係，在六七十年代，西方工業發達國家在實現工業化的過程中，經濟保持高速發展勢頭，能源需求增長也較快，進入80年代之後，這種勢頭開始減慢。跨進90年代，世界政治經濟格局產生了急劇轉變，海灣戰爭、東歐巨變、蘇聯解體、全球環境變熱，以及高新技術的迅速發展，對世界能源形勢產生重大影響。