我国发展氢能源的优劣势分析
氢能源的优势与挑战

氢能源的优势与挑战近年来,随着环保意识的不断提高,氢能源作为一种全新的绿色能源备受关注。
与传统的化石燃料相比,氢能源的优势在于其零排放,高效能。
然而,氢能源在推广和实际应用过程中也遭遇到了一些困难和挑战。
本文将探讨氢能源的优势与挑战。
一、氢能源的优势1.环保氢能源的最大优势在于它的环保属性。
氢燃烧的唯一废气是水蒸气,不会产生任何有害物质的排放。
与石油和煤炭所产生的二氧化碳、二氧化硫等有害气体相比,氢能源可以大幅减少空气污染和温室气体排放,有效缓解环境问题。
2.高效能氢燃料具有高能通量和快速响应的特点,适用于各种能源转换领域。
利用氢能源可以实现高效的发电和运输。
此外,氢燃料电池车辆可以更快地充电并且行驶里程更长,相比传统汽车更加具有可持续性。
3.可再生性相比其他燃料,氢燃料具有可再生性。
它可以通过植物的光合作用或者水电解在自然界中生成。
此外,太阳能和风能等可再生能源可以通过电解水生成氢燃料,实现真正的环保。
二、氢能源的挑战1.生产成本高尽管氢燃料具有高效能、环保等优势,但是其生产成本和推广费用很高。
目前世界上大多数氢燃料都是通过加热天然气或石油蒸馏物获得的,这种方法虽然成熟,但是昂贵,不利于大规模应用。
2.使用安全问题氢气的爆炸性很强,因此氢燃料的使用和储存都存在安全问题。
氢燃料在使用和储存过程中需要采取高强度防爆手段,由此增加了使用和储存的成本和难度。
此外,对于氢燃料电池车辆而言,其液压技术的使用和安全问题都需要进一步解决。
3.供给不稳定氢燃料的产生和储存都存在一定的限制,应用范围受到一定局限。
目前,全球氢燃料的主要供应链还比较单一,源头的供应不稳定也将影响到产业的发展。
因此,未来需要考虑如何建立市场化的氢燃料供应链,提高氢燃料的稳定性和可持续性。
三、未来的发展与应用尽管氢能源面临诸多困难和挑战,但是我们对其未来发展仍然充满希望。
随着技术的不断进步和应用的不断扩大,氢燃料的生产成本也将逐渐下降,使用技术也会变得更加安全和普遍。
氢能源技术的优劣分析

氢能源技术的优劣分析随着全球对环保和可再生能源的需求不断增加,氢能源作为一种绿色清洁能源,备受瞩目。
然而,氢能源技术的发展并不顺利,存在着一系列的问题。
而这些问题,不仅仅是氢能源技术本身的问题,还与其他方面的因素有关。
本文将从多个角度对氢能源技术的优缺点进行分析。
一、氢能源技术的优点1.零排放氢能源是一种零排放的能源,它的燃烧产生的唯一废气是水蒸气,对环境污染没有任何贡献。
这一点与传统燃料车辆和电动车相比,氢能源的优势明显。
2.储存能力强氢气储存的能力比电池储存电能的能力更强,且储氢设备的体积更小。
这使得氢能源技术可以满足交通工具续航里程和运输能力的不断提高的需求。
3.可再生氢气可以通过电解水得到。
由于水是地球上最常见的物质之一,氢气的生产不会受到资源的限制。
这样,氢能源技术就成为了未来最具潜力的可再生能源技术之一。
4.高效能氢能源技术所产生的能量可以更高效地转化为动力,从而实现更高的能源利用效率。
这也就意味着,氢能源技术可以在更少的能源投入下,创造更大的动力输出。
二、氢能源技术的缺点1.制造成本高氢气的生产和储存本身就很昂贵,同时,氢燃料电池的制造成本也很高。
这就使得氢能源技术的商业化发展面临着巨大的挑战。
迄今为止,氢能源技术的价格仍然无法与传统燃料技术和电动技术相比。
2.能源密度低与燃油相比,氢气的能源密度非常低。
由于氢气的轻质特性,储存氢气需要更大的存储体积,这就增加了氢能源技术的建设和运营成本。
3.安全问题氢气具有一定的爆炸性和可燃性,需要设计和开发高度安全的储氢和输氢系统。
此外,氢燃料电池车辆遇到火灾时,难以扑灭,这也为其带来了安全的隐患。
三、氢能源技术面临的挑战1.蓝绿之争氢气主要有两种生产方式,一种是通过燃烧化石燃料生成氢气,这就被称为蓝色氢;另一种是通过生物质转化、水电解等方式得到氢气,这被称为绿色氢。
目前,氢能源仍然以蓝色氢为主,而蓝色氢本身的环保性值得怀疑,会对环境造成二次污染。
氢能源的优缺点分析

氢能源的优缺点分析氢能是一种二次能源,它是通过一定的方法利用其它能源制取的,而不像煤、石油、天然气可以直接开采,今下几乎完全依靠化石燃料制取得到,如果能回收利用工程废氢,每年大约可以回收到大约1亿立方米,这个数字相当可观。
氢能是公认的清洁能源,作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。
21世纪,我国和美国、日本、加拿大、欧盟等都制定了氢能发展规划,并且目前我国已在氢能领域取得了多方面的进展,在不久的将来有望成为氢能技术和应用领先的国家之一,也被国际公认为最有可能率先实现氢燃料电池和氢能汽车产业化的国家。
当今世界开发新能源迫在眉睫,原因是所用的能源如石油、天然气、煤,石油气均属不可再生资源,地球上存量有限,而人类生存又时刻离不开能源,所以必须寻找新的能源。
随着化石燃料耗量的日益增加,其储量日益减少,终有一天这些资源、能源将要枯竭,这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。
氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时,人们期待的新的二次能源。
氢位于元素周期表之首,原子序数为1,常温常压下为气态,超低温高压下为液态。
作为一种理想的新的合能体能源,它具有以下特点。
其一,能量高。
除核燃料外,氢的发热值是目前所有燃料中最高的,是汽油的3倍。
氢的高能,使氢成为推进航天器的重要燃料之一;其二,氢本身无毒,燃烧产物是水,无污染,且能循环使用;其三,氢燃烧性能好,点燃快;其四,利用形式多,可以气态、液态或固态金属氢化物出现,能适应贮运及各种应用环境的不同要求。
因此,可以说氢能是最理想的、完美的能源。
氢能作为一种高效、清洁、可持续的“无碳”能源已得到世界各国的普遍关注,被誉为21世纪的能源。
发展氢经济是人类摆脱对化石能源的依赖、保障能源安全的永久性战略选择氢能源的优缺点优点:。
#我国发展氢能源的优劣势分析#

我国发展氢能源的优劣势分析一、氢能源简介:氢能是一种二次能源,它是通过一定的方法利用其它能源制取的,而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采、几乎完全依靠化石燃料。
随着石化燃料耗量的日益增加,其储量日益减少,终有一天这些资源将要枯竭,这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。
氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时,人们期待的新的二次能源。
氢位于元素周期表之首,原子序数为1,常温常压下为气态,超低温高压下为液态。
作为一种理想的新的合能体能源,它具有以下特点:l、重量最轻的元素。
标准状态下,密度为 0.8999g/l,-252.7℃时,可成为液体,若将压力增大到数百个大气压,液氢可变为金属氢。
2、导热性最好的气体,比大多数气体的导热系数高出10倍。
3、自然界存在最普遍的元素。
据估计它构成了宇宙质量的 75%,除空气中含有氢气外,它主要以化合物的形态贮存于水中,而水是地球上最广泛的物质。
据推算,如把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。
4、除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,为142,351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。
5、燃烧性能好,点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快。
6、无毒,与其他燃料相比氢燃烧时最清洁滁生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境,且燃烧生成的水还可继续制氢,反复循环使用。
产物水无腐蚀性,对设备无损。
7、利用形式多。
既可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械功,又可以作为能源材料用于燃料电池,或转换成固态氢用作结构材料。
8、可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现,能适应贮运及各种应用环境的不同要求。
9、可以取消远距离高压输电,代以远近距离管道输氢,安全性相对提高,能源无效损耗减小。
简述氢能源的利弊

简述氢能源的利弊
氢能源,作为一种被广泛认为是未来能源的技术,备受关注。
然而,它真的是一种万无一失的能源吗?本文将从多个方面,来简述氢能源的利弊。
一、氢能源的利
1、无污染
氢气燃烧只会产生水蒸气,对环境没有任何污染,这是最大的优点之一。
2、高效节约
氢气的能量密度十分高,而且燃烧效率高,使其能够在相对较短的时间内通过反应释放出更多的热能,并且不会产生二氧化碳等有害气体,避免了资源的浪费。
3、应用范围广
氢气可以用于发电、热力学、汽车燃料等多个领域,这意味着这项技术不仅在工业领域拥有巨大的应用潜力,也可以改进我们的生活。
二、氢能源的弊
1、制取成本高
现阶段,制取氢气的成本较高,主要原因是目前生产氢气的技术不够成熟和成本高昂。
2、储存困难
氢气是一种极易挥发的气体,不仅在制造过程中需要耗费较大的能量,而且其在储存和运输过程中安全隐患较大。
要想将氢气储存起来,需要使用氢气压缩或液化等特殊技术,这也导致了氢气的储存与运输成本极高。
3、需要大量的能源和水
氢气的制造需要大量的电力和水资源。
为了生产一定量的氢气,需要消耗相对应的电力和水资源,在资源环境紧缺的情况下,这
也成为了制约氢气能否成为主流能源的因素之一。
结论
综合以上所述,可以看出,虽然氢能源作为一种新兴的能源技
术具有很多优势,但是现阶段它的成本较高,生产、储存和运输
仍有一定的技术难点,以及大量的能源和水资源的消耗,这也是
现阶段普及氢能源的障碍之一。
不过,在技术不断发展的今天,
随着氢能源技术的成熟和制造成本的降低,相信氢能源将会在未
来占据更广泛的市场。
氢能源的前景与发展

氢能源的前景与发展随着全球对可再生能源和清洁能源的需求日益增加,氢能源作为一种绿色的替代能源逐渐引起人们的关注。
本文将对氢能源的前景和发展进行探讨,并分析其在能源领域的潜力。
一、氢能源的意义和优势氢能源是一种绿色、可再生的能源,其燃烧产生的唯一副产品是水,不会对环境造成污染。
相比之下,传统的化石燃料燃烧会产生大量的二氧化碳等温室气体,导致全球变暖和气候变化。
氢能源是解决能源和环境双重危机的重要途径。
此外,氢能源还具有能源储存和传输的优势。
传统化石燃料能源需要通过管道或输电线路进行传输,而氢气可以通过压缩或液化储存,以供应不同领域和不同规模的能源需求。
这种灵活性使得氢能源在能源转型和应对能源供需波动方面具有巨大潜力。
二、氢能源在能源领域的应用1. 交通运输交通运输是全球能源消耗的主要领域之一,也是温室气体排放的主要来源。
氢燃料电池汽车作为氢能源的代表应用之一,具有零排放、长续航里程和短加油时间等优势。
未来,氢燃料电池汽车有望成为传统燃油车的替代品,推动交通运输行业向更加清洁和可持续的方向发展。
2. 高效能源供应利用氢能源进行燃烧发电可以提高能源利用效率和发电效率,减少能源消耗和环境污染。
氢气在发电过程中可以替代传统的石油、天然气等化石燃料,有效降低温室气体排放。
3. 工业生产许多工业过程需要大量的热能供应,例如钢铁、化工和玻璃制造等。
利用氢能源作为热能的供应源,不仅可以满足工业生产的需要,还可以降低温室气体排放,改善环境质量。
三、氢能源发展面临的挑战和解决方案尽管氢能源具有诸多优势和潜力,但其发展仍然面临一些挑战。
首先,氢能源的生产成本较高。
目前,大部分氢气是通过蒸汽重整天然气或煤制氢的方式生产的,这种生产过程需要大量的能源消耗,导致氢气的成本较高。
解决这个问题的一种方式是发展可再生能源驱动的电解水制氢技术,以降低氢气的生产成本。
其次,氢能源的储存和传输技术还有待提升。
氢气具有较强的渗透性和易燃性,需要采用高压储存或液态储存方式,同时进行安全防护。
氢能源技术的优势与劣势分析

氢能源技术的优势与劣势分析随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益突出,人们对清洁、可再生能源的需求日益迫切。
在这种背景下,氢能源技术逐渐受到了广泛的关注。
氢能源作为一种清洁能源,具有一定的优势,但也存在诸多劣势。
本文将对氢能源技术的优势与劣势展开分析。
首先,氢能源技术的优势在于其环保性。
在氢能源的利用过程中,唯一产生的废物是水,不会产生有害气体和固体废物,对环境的影响较小。
这一点与传统的化石燃料不同,后者的使用会释放大量的二氧化碳和其他有害气体,给地球的生态环境带来巨大的负面影响。
因此,氢能源可以有效地减少温室气体排放和空气污染,对缓解全球气候变化和改善空气质量具有重要意义。
其次,氢能源具有高效能源转换的优势。
相较于传统燃烧发电技术,氢燃料电池可以实现更高的能源转换效率。
传统燃烧技术的能源转换率通常在30%到40%之间,而氢燃料电池可以实现60%以上的能源转换效率。
这种高效能源转换意味着氢能源可以更好地利用能源资源,提供更持久可靠的能源供应。
另外,氢能源技术具有可再生性的优势。
氢气作为一种最丰富的元素,存在于水和生物质等许多可再生资源中。
通过利用太阳能、风能等可再生能源来分解水,可以获得氢气。
这种可再生性使得氢能源成为一种长期可持续发展的能源选择,有助于减少对有限化石燃料的依赖,缓解能源紧缺问题。
然而,氢能源技术也存在一些劣势。
首先,氢气的生产、存储和运输成本较高。
由于氢气在常温下为气体状态,需要进行压缩或液化处理才能有效地储存和运输。
这些处理过程需要耗费大量的能源和资金。
此外,氢气还需要通过电解水或重整化石燃料等方式进行生产,这些过程同样需要投入大量的能源和成本。
因此,目前氢能源技术的商业化发展仍面临着较大的挑战。
其次,氢能源技术的基础设施建设相对薄弱。
相较于传统的石油、天然气和电力等能源基础设施,氢气的生产、储存和输送设施仍处于初级阶段。
需要大量的投资和技术创新来建设氢能源的完整供应链。
氢能源的优势与可行性分析

氢能源的优势与可行性分析近年来随着环保意识的崛起和能源需求的不断增加,氢能源作为一种清洁、高效、可再生的能源备受关注。
而氢能源的优势与可行性也成为了研究的热点之一。
本文将从氢能源的优势和可行性两个方面进行探讨。
一、氢能源的优势1. 清洁环保相比传统的石油、煤炭能源,氢能源的燃烧产生的唯一废气是水,没有任何二氧化碳和其他污染物的释放。
因此,氢能源被称为“清洁能源”。
在全球处理环境污染的问题中,氢能源为人们提供了更好的选择。
2. 可再生氢元素是宇宙中最丰富的元素之一,在地球上也能够通过多种途径生成。
目前,最主要的氢气来源是水电解,这种方法可以使用可再生能源如风能、太阳能等来为其提供动力,形成一种可持续性的能源系统。
3. 高效节能氢燃料电池赋予了其高效能力和节能性能。
在使用过程中,将氢气与氧气混合后通过催化剂氧化反应生成水和电能,能量转换效率极高,比燃烧化石燃料要高出很多,因此,氢能源可以降低消耗能源的成本。
4. 燃烧稳定且噪音低相对于传统的内燃机,氢燃料电池发电没有爆震,燃烧过程十分稳定。
此外,电池的工作十分安静,没有噪音污染。
在城市交通和室内电力应用等方面有广泛的应用前景。
二、氢能源的可行性1. 技术条件成熟目前,氢气的制备、存储和运输技术都已相对成熟。
不仅如此,氢燃料电池的研发和生产也取得了巨大的进展,许多汽车厂商已经推出了氢燃料电池车型,并在各地建设了多座氢能源加氢站。
2. 政策支持各国政府正在积极推进氢能源发展的相关政策和投资,以刺激氢能源领域的研发、生产和应用。
例如,加拿大政府计划投资20亿加元用于支持氢能源的研发和产业化,反映了政府在氢能源领域加大投资和支持的态度。
3. 可覆盖广泛领域氢燃料电池在汽车、发电、供电、照明、家电等方面都有广阔的应用空间。
根据相关研究报告,到2050年全球节能清洁能源中约有1/3的能源将由氢气提供,这说明氢气在能源领域拥有着广阔的应用前景。
4. 市场需求量大世界各地的市场需求量都在增加,相应地,氢气供应的覆盖面也在不断扩大。
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我国发展氢能源的优劣势分析一、氢能源简介:氢能是一种二次能源,它是通过一定的方法利用其它能源制取的,而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采、几乎完全依靠化石燃料。
随着石化燃料耗量的日益增加,其储量日益减少,终有一天这些资源将要枯竭,这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。
氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时,人们期待的新的二次能源。
氢位于元素周期表之首,原子序数为1,常温常压下为气态,超低温高压下为液态。
作为一种理想的新的合能体能源,它具有以下特点:l、重量最轻的元素。
标准状态下,密度为0.8999g/l,-252.7℃时,可成为液体,若将压力增大到数百个大气压,液氢可变为金属氢。
2、导热性最好的气体,比大多数气体的导热系数高出10倍。
3、自然界存在最普遍的元素。
据估计它构成了宇宙质量的 75%,除空气中含有氢气外,它主要以化合物的形态贮存于水中,而水是地球上最广泛的物质。
据推算,如把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。
4、除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,为142,351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。
5、燃烧性能好,点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快。
6、无毒,与其他燃料相比氢燃烧时最清洁滁生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境,且燃烧生成的水还可继续制氢,反复循环使用。
产物水无腐蚀性,对设备无损。
7、利用形式多。
既可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械功,又可以作为能源材料用于燃料电池,或转换成固态氢用作结构材料。
8、可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现,能适应贮运及各种应用环境的不同要求。
9、可以取消远距离高压输电,代以远近距离管道输氢,安全性相对提高,能源无效损耗减小。
10、氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患,利用率高。
11、氢可以减轻燃料自重,可以增加运载工具有效载荷,这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益优于其他能源。
二、我国发展氢能源的必要性:石油、煤炭、天然气燃烧产物是二氧化碳,是温室气体,造成地球温度逐年升高。
专业机构的最新研究结果表明全球气候变暖已导致非洲乞力马扎罗山的山顶冰盖消融80%,如这一趋势得不到遏制,100年后山顶冰雪将完全消失。
德国汉诺威大学的植物研究所科学家瓦尔特指出,尽管目前全球气温仅上升0.6℃,但对生态造成的影响已经明显危机到动物和植物的生存,现在,春天的来临及许多植林的生长期正在提前,较长时间后动物食物链可能发生混乱。
同时,化石燃料中有杂质,特别是疏、氮、磷、砷等,燃烧产物酸性,造成大气污染和酸雨。
酸雨不仅伤害农作物和蔬菜的叶片,而且能够降低农作物和蔬菜种子的发芽率,降低大豆蛋白质含量。
阔叶林和针叶林的冠层在酸雨作用下,钙、镁等离子在冠层雨溶液中富集,造成叶子中营养离子的大量淋失,进而加速根部营养的吸收和迁移,重新吸收的营养离子也会从植物体大量析出;如此循环,就会造成营养亏缺,直接影响森林生长,威胁森林生态系统内的物质循环,而且这个过程随酸雨的强度增加而增加。
酸雨还造成土壤中铝的大量释放和镁等有毒金属元素的沉降和积累,对树木形成毒害,同时,直接影响和危害土壤表层,干扰微生物正常生化活性,森林枯枝落叶的分解和物质再循环受到破坏;降低土壤的AO和A1层的PH值,使适中偏碱性菌类活动受到遏止,N元素的同化和固定减少,土壤肥力下降。
同时,酸雨使湖泊酸化,将土壤中的活性铝冲洗到河流、湖泊中,毒害鱼类,改变整个水体生态系统,使水体中的生物种类和数量大大减少,而且还导致温室效应的加剧,刺激皮肤,引起哮喘等多种呼吸道疾病。
我国的能源结构以煤为主(约占75%左右),且随着经济建设的迅速发展,能源的消耗量日益增加。
据统计,1990年全国煤炭消耗量为10.52亿吨,1995年增到12.8亿吨。
1995年燃煤排放的二氧化硫达2370万吨,超过欧洲和美国,居世界首位。
据国家环保局对全国2177个环境监测站3年(1991-1993)的监测结果统计,表明有62 .3%的城市二氧化硫年平均浓度超过国家二级标准(0.06mg/m3)日平均浓度超过国家三级标准(0.225mg/m3),造成年降水 PH值低于 5.6的酸雨覆盖面约占国土的30%,粉尘爆炸、粉尘污染严重,生态环境和经济建设受到影响。
我国北方地区冬寒漫长,大多数采用锅炉供暖,由于能源结构以煤为主,就使得烟尘污染成了又一环境问题。
国家对于烟尘排放有一定的标准要求。
例如:国家GWPB3-1999标准中的一类地区II时段指标。
针对这些情况,我们必须找到一种储量大、后续性强、热效率高、储存形式多的环保型清洁能源,氢能源正是这样一种优质能源。
在石化燃料日益减少的情况下,我国能源本来就不占优势再加之人均资源占有不足,这就势必要求我国必须比其他国家更重视后续能源的开发利用,而汽车、飞机、轮船等机动性强的现代交通工具只能采用“含能体能源”,所以氢能源无疑成为一个新兴的热点。
三、我国发展氢能源的优劣势分析:中国对氢能的研究与发展可以追溯到60年代初,中国科学家为发展本国的航天事业,对作为火箭燃料的液氢的生产,H2/O2。
燃料电池的研制与开发进行了大量而有效的工作。
将氢作为能源载体和新的能源系统进行开发,是70年代的事。
多年来,我国氢能领域的专家和科学工作者在国家经费支持不多的困难条件下,在制氢、储氢和氢能利用等方面取得了不少进展和成绩。
氢作为能源利用应包括以下三个方面:利用氢和氧化剂发生反应放出的热能,利用氢和氧化剂在催化剂作用下的电化学反应直接获取电能及利用氢的热核反应释放出的核能。
我国早已试验成功的氢弹就是利用了氢的热核反应释放出的核能,是氢能的一种特殊应用。
我国航天领域使用的以液氢为燃料的液体火箭,是氢用作为燃料能源的典型例子。
近年来,我国科学工作者在这方面进行了大量的基础性研究和开发性工作。
西安交通大学曾进行过“氢燃烧和动力循环的研究”及“氢燃烧流场的研究及氢火焰性能评价”。
浙江大学新材料所与内燃机所合作成功的改装了一辆燃用氢一汽油混合燃料的中巴车,通过添加约4.7Wt%氢气进行的氢一汽油混合燃料燃烧,平均节油率达44%。
我国自行研制的30kw氢燃料电池电动汽车,计划在2000年完成。
目前,PEMFC电源系统的应用开发,将成为推动氢能利用的新动力。
我国工业制氢方法主要是以天然气、石油、和煤为原料,在高温下使之与水蒸气反应而制得,也可以用部分氧化法制得。
这些制氢方法在工艺上都比较成熟,但是由化石能源和电力来换取氢能,在经济上和资源利用上并不合适。
现有的工业制氢主要是维持目前化工、炼油、冶金、及电子等部门的需要。
水电解制氢和生物质气化制氢等方法,现已形成规模。
其中,低价电电解水制氢方法是当前氢能规模制备的主要方法,但目前电耗过高,一般约为 4.skwh/Nm3H2,亟待改进。
此外,由中科院山西煤炭化学研究所开发的“甲醇重整制氢技术”已投人生产实际应用,目前最大规模为360Nm3/h,并实现系列化、批量化生产。
中科院大连化学物理所在国家“九五”科技攻关项目“燃料电池技术”中,承担了燃料电池电动车用“甲醇重整制氢装置”的研制月前,已形成概念样机。
石油大学承担的“九五”科技攻关项目“从H2S制取氢气的扩大实验研究”,此方法制氢能耗低,约2.6kwh/Nm3H2,使低电耗制氢技术达到了世界先进水平。
中科院感光化学研究所承担了“九五”科技攻关项目“烟气中SOX制氢技术的中试研究”。
该所的人工模拟光合作用分解水制氢及非常规资源制氢研究达到了世界先进水平。
在光化学、生物质和电化学制氢领域,兰州化学物理所、微生物以及南开大学、天津大学等单位也进行了大量的基础研究工作。
目前,获得大量单质氢的唯一途径是依靠人工从天然气、石油、煤炭、生物质能及其它富氢有机物等中制取。
氢的最大来源是水,特别是海水,根据计算9吨水可以生产出1吨氢(及8吨氧),氢气燃烧热是28900千卡/公斤,而且氢与氧的燃烧产物就是水,因而,水可以再生。
由此可见,以水为原料制氢,可使氢的制取和利用实现良性循环,取之不尽,用之不竭。
据估计,我国水能源理论稳定蕴藏量为7亿KW,而开发量为4亿KW,开发成功后,每年可节约大量煤炭,减排大量二氧化硫。
工业副产氢也是向燃料电池提供燃料的有效途径。
据统计我国在合成氨工业中氢的年回收量可达标14’108m;在氯碱工业中有8 7’106 m的氢可供回收利用。
此外,在冶金工业、发酵制酒厂及丁醇溶剂厂等生产过程中都有大量氢可回收。
上述各类工业副产氢的可回收总量,估计可达15亿立方米以上。
由此看来,我国氢的来源极为丰富,技术水平也有了一定的基础,水电解制氢、生物质气化制氢等制氢方法,现已形成规模。
其中低价电电解水制氢方法在今后仍将是氢能规模制备的主要方法。
另外,用氢代替煤和石油,不需对现有的技术装备作重大的改造,现在的内燃机稍加改装即可使用,这可以降低氢能应用成本。
由此,我国发展氢能源优势可见一斑。
任何事物的发展都具有两面性。
在看到优势的同时,我们也要看到它所面临的困难。
大量廉价氢的生产是实现氢能利用的根本。
目前,廉价的制氢技术和安全可靠的贮氢和输氢方法是两大核心问题。
获取氢需要消耗大量的电能将氢和氧进行分离(制备1升液氢约需消耗电能3kwh);而直接从天然气中获取氢,需耗汽油,每公里要排放约16克二氧化碳(普通汽油车每公里排放260克二氧化碳),能耗过高。
因此,欲获得大量廉价的氢能,将取决于是否能实现低能耗低成本的规模制氢方法。
虽然,在交通运输方面,美、德、法、日等汽车大国早已推出以氢作燃料的示范汽车,并进行了几十万公里的道路运行试验。
其中美、德、法等国是采用氢化金属贮氢,而日本则采用液氢。
试验证明,以氢作燃料的汽车在经济性、适应性和安全性三方面均有良好的前景,但目前仍存在贮氢密度小和成本高两大障碍。
前者使汽车连续行驶的路程受限制,后者主要是由于液氢供应系统费用过高造成的。
“生态氢能”的关键并不是技术,而是成本。
就环境保护和市场需求而言,洁净和成本是二个关键参数,光有洁净而成本过高就没有市场,很难推广。
因此,要实施这一战略,就必须有目的地降低成本。
每百公里所加注氢的价格与汽油价格要尽可能接近,否则该技术只能永远停留在实验室或样车阶段。
当然,氢能的使用还有其他方面的问题,如作为基础设施的氢加注站。
目前德国只有慕尼黑一个氢加注站,为此,今后10至20年要想推广这一技术,就必须加强基础设施建设,建造氢加注站网。
人们希望有朝一日,加氢可以像加注汽油一样方便。