氢能源的应用及其发展
氢能源的应用和前景

氢能源的应用和前景随着能源和环境问题的日益突出,可再生能源已成为人们关注的热点话题。
氢能源作为一种最为清洁和高效的能源形式,受到了越来越多的关注和探索。
本文将从氢能源的定义、应用和前景三个方面进行讨论。
一、氢能源的定义氢能源是指利用氢的化学能转化为电能或热能的能源形式。
它不仅可以作为燃料在内燃机、燃料电池等设备中使用,还可以应用于制氢工业、钢铁工业等重工业领域。
相比于传统的化石燃料,氢能源无污染、可再生、能源效率高的特点,使其成为了今后发展的重要方向。
二、氢能源的应用1. 燃料电池燃料电池作为一种新型能源电池,是将氢、氧气等反应物直接转化为电能的设备。
它具有高效、安全、环保等特点,且不需要中间环节的转化损失,因此在汽车、船舶、飞机等领域得到广泛应用。
目前,全世界已有一些汽车和公交车采用燃料电池作为动力源,并取得了很好的经济效益。
2. 制氢工业制氢工业是将水通过水电电解、热解或化学反应等方式分解为氢气的工业。
由于氢燃料的纯净性、热值高和燃烧不产生二氧化碳等优点,因此在航空、航天、电子、核工业、石化等领域被广泛使用。
此外,用太阳能或其他可再生能源制氢,具备非常重要的环保优势。
3. 钢铁工业钢铁工业是全球最大的二氧化碳排放行业之一,其碳排放量占全球总排放量的15%左右。
而利用氢气和CO2进行化学反应,可以产生高热值气体,并降低二氧化碳排放。
因此,利用氢气降低钢铁行业的碳排放,有着非常重要的战略意义。
三、氢能源的前景由于氢能源具有高效、清洁、可再生等多种优势,它被认为是未来世界能源的一个重要发展方向。
尽管目前氢能源的技术还面临着诸多挑战,但是相信随着技术的提升和大规模生产的推广应用,氢能源将成为未来能源的主要来源之一。
同时,氢能源具有极高的战略价值,利用氢能源还可以改善环境和减少能源安全风险。
总之,氢能源的应用前景广阔,对于未来人类的发展有着非常重要的意义。
我们相信,在全球范围内的共同努力下,氢能源必将实现商业化应用,为人类的未来提供更加清洁和可持续的能源。
氢能源在能源发展中的前景和应用

氢能源在能源发展中的前景和应用随着全球经济的快速发展和人类对能源需求的不断增长,传统的化石能源逐渐失去了优势,因为它们存在资源短缺、环境污染和气候变化等问题。
而氢能源作为一种绿色、清洁、可再生的能源,逐渐成为了引人注目的焦点。
本文将从多个方面探讨氢能源在能源发展中的前景和应用。
一. 氢能源的优点与特点首先,氢能源是一种无污染的能源,只有氧气和蒸汽产生,不含任何有害物质。
其次,氢能源是一种可再生的能源,不会引起资源枯竭的问题。
在现代燃料电池技术的支持下,氢能源可以生成电能,同时产生的废水可以继续被作为氢能源的补给,形成循环再利用,具有更好的可持续性。
二. 氢能源的应用领域1. 燃料电池汽车燃料电池汽车是氢能源应用的重要领域。
它是利用燃料电池将氢气与氧气结合生成电能而运行的车辆。
燃料电池汽车有零排放、高能源利用效率和长续航里程等优点,对于解决传统石油车存在的资源和环境问题具有重要的意义。
目前,全球已经有不少的汽车厂商开始推出燃料电池汽车,如丰田、本田和现代等。
2. 城市供暖城市供暖是氢能源应用的另一个方向。
目前,国内外已有一些城市开始探索利用氢能源进行供暖的相关技术和设备,包括氢能源锅炉、氢气热泵等,这些技术和设备不仅可以实现高效的供暖,同时也能够减少对环境的影响,降低碳排放。
3. 工业能源氢能源还可以应用于工业领域,如钢铁、玻璃、水泥等行业,通过使用氢气而达到减少碳排放的目的,同时也可以替代传统能源,提高能源利用的效率。
三. 氢能源的优势与潜力1. 解决能源危机当前,全球不断增长的人口和经济的快速发展对能源的需求量不断增加,传统的化石能源面临着耗尽的风险,以此来解决现代能源危机,氢能源作为一种,可以实现能源的清洁和可持续,以此来用更加科学的方式来满足人类的能源需求。
2. 提高环保标准当下气候变化和环保问题已经引起了世界的高度关注,氢能源可以帮助我们更好的提高环保标准,减少污染和温室气体排放等问题。
氢能源的发展与应用前景

氢能源的发展与应用前景一、氢能源的概述氢能源,简单来说,就是通过水解产生的氢气进行能量转化。
它是一种新型的清洁能源,被认为是未来世界能源的主流之一。
二、氢能源的发展历程氢能源的研发始于20世纪中期,但直到近几十年来才有了较为明显的进展,主要分为三个阶段:1. 第一阶段:早期探索(1960年代末至1980年代末)在这个阶段,科学家们开始尝试使用光、电、热等能源进行氢气生产,但效率较低,成本较高。
2. 第二阶段:技术突破(1990年代初至2000年代中期)在这个阶段,氢气生产技术经过大规模改进,效率和成本逐渐得到优化,氢能源也开始被应用于汽车、燃料电池等领域。
3. 第三阶段:大规模发展(2000年代中期至今)在这个阶段,氢能源不断取得突破,开始被广泛应用于工业、交通、电力等领域,同时也受到各国政府的重视和支持。
三、氢能源的优势1. 清洁环保:氢气的燃烧只产生水和热,不会产生有害物质,对环境无污染。
2. 能量密度高:氢气的能量密度比燃油高出约三倍,使用更加高效。
3. 可再生性强:氢气可以通过水电、太阳能等方式生产,具有良好的可再生性。
4. 应用范围广:氢能源可以被应用于交通运输、工业、电力等多个领域。
四、氢能源的应用前景1. 汽车领域:氢燃料电池汽车已经开始商业化应用,并逐渐得到市场认可。
未来,氢能源有望成为汽车行业的主流能源。
2. 工业领域:氢气可以被应用于生产化学品、金属加工、玻璃制造等多个工业领域,将对工业生产的环保性和效率带来显著改善。
3. 电力领域:氢气可以被应用于生产电力,其产生的热能也可以被利用。
由于氢能源的可再生性,未来它还有望成为重要的电力来源之一。
综上所述,氢能源是一种前景十分广阔的新型清洁能源,具有许多优势和应用前景,在未来的世界能源中将扮演着重要的角色。
氢能源的发展前景与应用

氢能源的发展前景与应用在全球能源短缺和气候变化的背景下,氢能源作为一种可再生、环保的能源逐渐受到人们的关注。
氢能源在未来的能源转型中具有重要的作用,它不仅可以减少对化石能源的依赖,还可以减少排放的温室气体,对于实现可持续发展目标具有重要意义。
本文将探讨氢能源的发展前景与应用,以及相关的技术与市场发展。
一、氢能源的概念与特点氢能源是指利用氢气进行能量转化的过程,能够在燃烧时释放出能量,并且不会产生任何有害气体,只会释放出水蒸气。
与传统的化石能源相比,氢能源具有以下几个特点:1. 可再生性:氢气可以通过太阳能、风能、水能等可再生能源的转化得到,是一种可以持续利用的能源,不会像化石能源一样面临耗尽的风险。
2. 环保性:燃烧氢气只会产生水蒸气,不会产生任何有害气体,可以有效降低大气污染和温室气体排放。
3. 高效性:氢能源的能量转换效率可以达到70%以上,远高于传统燃油的效率。
4. 多样性:氢气可以应用于燃料电池、火箭推进、化学合成等多个领域。
二、氢能源的应用领域1. 燃料电池车燃料电池车是指利用氢气和氧气进行反应产生电能,驱动电动车的一种新型车型。
与传统的燃油车相比,燃料电池车具有充电快、理论续航里程长、零排放等优点。
燃料电池车目前已经成为汽车行业的重要研究方向之一。
2. 燃氢燃氢是指用氢气替代燃油进行燃烧的一种方式。
燃氢可以减少二氧化碳、氮氧化物等有害气体的排放,同时还可以提高能源的利用效率。
目前,燃氢的研究已经开始应用于燃气锅炉、发电机组等领域。
3. 储氢氢气在常温常压下是一种极不稳定的气体,需要通过储氢技术进行存储。
目前常见的储氢技术包括压缩储氢、液化储氢、吸附储氢等,这些技术的应用为氢能源的推广提供了保障。
三、氢能源的发展趋势随着全球能源需求的不断增长和气候变化的问题日益严峻,氢能源作为一种可再生、清洁的能源逐渐受到关注。
未来氢能源的应用领域将会更加广泛,包括交通、工业、建筑等多个领域。
在技术方面,随着氢能源技术的不断成熟和工业化发展,氢能源的成本将不断下降,同时储氢技术也将更加成熟、更加安全和高效。
氢能源技术的发展与应用前景

氢能源技术的发展与应用前景近年来,人们对氢能源技术的关注度越来越高,这种新型能源具有非常广阔的应用前景。
氢能源技术是利用氢作为能源的一种技术,可以用于汽车、家庭、工业等各个领域。
在本文中,我们将探讨氢能源技术的发展和应用前景。
一、氢能源技术的发展氢能源技术是一种使用氢作为燃料的技术,可以将氢转化为电力和热能。
目前,主要有三种将氢转化为电力的技术:燃料电池技术、燃料电池混合发动机技术和燃气轮机技术。
燃料电池技术是利用氢和氧化剂反应来产生电力的技术;燃料电池混合发动机技术则是将氢和燃油混合来发动发动机;而燃气轮机技术则是将氢作为燃料来带动涡轮机旋转来产生电能。
在全球各个国家和地区,氢能源技术的研究和开发都在积极进行着。
目前,主要的研究重点是降低氢能源的制造成本、提高燃料电池的效率和寿命、完善氢能源车辆的设计等方面。
相信通过不断地研究和开发,氢能源技术会逐步成熟并得到广泛应用。
二、氢能源技术在汽车领域的应用氢能源技术在汽车领域的应用被人们广泛关注和探讨,其主要原因是氢能源车辆具有非常显著的环保和节能的特点。
氢能源车辆的末端排放仅为水蒸气,几乎零污染,符合全球环保要求,可以有效降低温室气体的排放。
同时,在燃烧过程中,氢能源车辆的能量利用率比传统的汽油车和柴油车更高,可以达到40%以上。
目前,全球各大汽车厂商都在加快氢能源车辆的研发和推广。
美国的特斯拉、日本的丰田、韩国的起亚等大厂商都在发布自己的氢能源车辆,并且在技术和销售方面都取得了显著的进展。
相信在不久的将来,氢能源车辆将逐步成为主流。
三、氢能源技术在家庭和工业领域的应用除了汽车领域,氢能源技术在家庭和工业领域的应用也非常广泛。
在家庭领域,氢能源技术可以用于发电和储能。
使用可再生能源(如太阳能和风能)来产生电能,然后将电能转化为氢气存储起来,以备不时之需。
在工业领域,氢能源技术可以用于发电、供暖和制冷/制热。
由于氢气的能量密度较高,因此可以更加高效地提供能源,从而降低工业能耗。
氢能源的应用前景与发展方向

氢能源的应用前景与发展方向近年来,随着全球对清洁能源的需求日益增长和环境问题的日益突显,氢能源作为一种绿色、高效、可持续的能源形式,备受瞩目。
本文将从氢能源的应用前景以及发展方向两个方面进行论述。
一、氢能源的应用前景1. 汽车行业的革命性变革随着传统燃油车带来的尾气排放问题愈发严重,氢能源作为一种清洁的燃料被广泛看好。
氢燃料电池汽车作为氢能源的重要应用之一,在汽车行业具有革命性的变革前景。
与传统燃油车相比,氢燃料电池汽车的能量利用效率更高,并且只产生水蒸气,无二氧化碳等有害气体排放,具备了更高的环保性。
2. 能源存储和利用更加灵活随着可再生能源如风能、太阳能等的快速发展,能源存储和利用成为关键问题。
而氢能源可以通过电解水来获得,在能源存储方面具有巨大的潜力。
氢气可以被储存起来,并在需要时转化为电能,满足能源需求。
此外,氢气还可以与其他能源形式结合,如结合燃气发电站使用,实现更加灵活的能源供应。
二、氢能源的发展方向1. 提高氢能源的生产效率目前,氢能源的主要生产方式是通过电解水得到氢气,但是传统电解水技术存在效率低下、能耗高等问题。
因此,提高氢能源的生产效率是未来的发展方向之一。
一种可能的方式是研发更高效的电解水技术,如采用高效的催化剂,提高电解效率。
另外,也可以发展利用可再生能源直接生产氢气的方法,如太阳能和风能直接驱动电解水设备,降低能源消耗。
2. 构建氢能源的产业链要推动氢能源的广泛应用,需要构建完善的氢能源产业链。
这包括氢能源的生产、储存、运输和利用等多个环节。
在生产环节,需要建立高效、可持续的氢气制备技术;在储存和运输环节,需要研发安全可靠的氢气储存和运输技术;在利用环节,需要推动氢能源与其他能源形式的结合,如氢能源和电能的结合,构建多元化的能源利用体系。
3. 加强国际合作与政策支持氢能源的发展离不开国际合作与政策支持。
各国应加强合作,共同推动氢能源的研发与应用。
例如,可以在技术研发、基础设施建设和政策支持等方面加强合作,并制定相关的政策和标准,为氢能源的发展创造良好的环境。
分析氢能源的发展前景和应用价值

分析氢能源的发展前景和应用价值氢能源是一种高效、清洁、可再生的能源,在未来的能源体系中具有重要地位。
氢能源的应用领域广泛,包括交通运输、热电联供、工业制造等多个领域。
本文将分析氢能源的发展前景和应用价值。
一、氢能源的发展前景1.全球能源需求迅速增长。
随着全球经济和人口的快速增长,能源需求不断增加。
同时,传统能源的供给受到限制,新能源的发展成为势在必行。
氢能源作为新能源之一,将有望在未来承担更多的能源需求。
2.环保和节能意识日益增强。
全球气候变化、空气污染等环保问题受到越来越多的关注。
氢能源具有零排放、清洁无污染等特点,与环境保护的要求相符。
3.政策支持力度不断加强。
全球各国政府纷纷出台支持新能源发展的政策,鼓励企业投入到氢能源领域。
例如,欧盟制定了《清洁能源包》,韩国政府推出了“氢经济路线图”,中国政府也出台了一系列支持氢能源发展的政策。
二、氢能源的应用价值1.交通运输领域。
氢燃料电池汽车是氢能源应用的重要方向之一。
氢燃料电池汽车具有零排放、充电时间短、续航里程长等特点,是传统燃油汽车的替代品。
世界各国正在积极推广氢能源汽车,预计未来氢燃料电池汽车将逐渐普及。
2.热电联供领域。
氢能源可以通过燃料电池技术转化为电能和热能,应用于公共服务设施、工业制造等领域。
氢能源的高效率、清洁无污染等特点,使其具有广泛的应用前景。
3.工业制造领域。
氢能源可以通过电解水技术制备得到,与化石能源相比,制备成本更低,而且氢气是常温常压的,储存和运输相对容易。
因此,氢气在工业生产中的应用前景广阔。
三、氢能源的市场前景1.氢能源作为可再生能源,未来市场潜力巨大。
根据国际能源署的预测,到2030年,全球氢能源市场规模将达到2.5万亿美元。
这表明,氢能源市场前景广阔,其商业价值不容小觑。
2.氢能源产业链已经逐步完善。
从氢气制备、储存、运输到应用领域,氢能源的产业链在不断完善。
目前,全球各国企业已经涉足氢能源产业,竞争格局已经初步形成。
氢能源技术在2024年的发展前景与应用场景

氢能源技术在2024年的发展前景与应用场景随着全球对清洁能源的需求不断增长,氢能源技术作为一种新兴的清洁能源形式正受到越来越多的关注。
在2024年,氢能源技术有望迎来一系列重要的发展,并将在多个应用场景中得到广泛应用。
本文将详细介绍氢能源技术的发展前景以及其在2024年的应用场景。
一、发展前景1.技术突破在2024年,氢能源技术有望取得重大的技术突破。
首先,燃料电池技术将取得进一步发展,提高能量密度、降低成本、延长使用寿命。
其次,水电解产氢技术将实现规模化生产,同时减少能耗、提高产氢效率。
此外,储氢技术也将得到创新,提高氢气的贮存密度和减少泄漏。
2.政策支持各国政府纷纷制定了促进氢能源技术发展的政策措施。
在2024年,更多国家将加大对氢能源领域的研究经费投入,并提供更为激励的政策支持,如减税优惠、补贴奖励等。
这将极大促进氢能源技术的发展,并推动其在各个领域的应用。
3.市场需求在全球范围内,清洁能源的需求不断增加。
氢能源作为一种绿色、高效的可再生能源形式,受到了各个行业的青睐。
在2024年,氢能源将广泛应用于交通运输、工业生产、储能等领域,满足市场的多样化需求。
二、应用场景1.交通运输领域在2024年,氢燃料电池汽车将逐渐成为交通运输的主流。
氢燃料电池汽车具有高续航里程、短加注时间、零排放等优势,适用于长途运输和公共交通。
此外,氢燃料电池客车、卡车等也将逐步推广,促进交通运输行业向清洁能源转型。
2.工业生产领域工业领域对能源的需求量大,氢能源具备高能量密度、长工作时间和无排放的特点,因此在2024年将广泛应用于工业生产过程中。
比如,利用氢燃料电池提供电力和热能,实现工厂的自给自足。
此外,氢能源还可以应用于冶金、化工等行业的燃烧和加热过程。
3.储能领域随着可再生能源的快速发展,储能技术的需求也日益增加。
氢能源作为一种高效的储能形式,被广泛应用于储能领域。
在2024年,氢能源将用于储存太阳能和风能等不稳定的可再生能源,实现储能和调峰的功能,提高能源利用效率。
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氢能源的应用及其发展一、什么是氢能源1.氢能源介绍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。
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。
2.氢能源的特点作为一种理想的新的合能体能源,它具有以下特点:-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;-氢本身无毒,燃烧产物是水,无污染,且能循环使用;-氢燃烧性能好,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;-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。
-耗损少: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;-利用率高:氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患,利用率高;-运输方便: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。
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。
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。
二、氢能源的利用2001 年,在一个由联合国发展计划署发起的论坛上,皇家荷兰壳牌公司的主席菲尔·瓦特说:“石油和天然气是最重要的矿物燃料,它们曾经把整个世界推进了工业时代,但 21 世纪它们将为以氢经济为基础的能源新制度革命让出发展空间。
”纵观全球,自进入 21 世纪以来,氢能的开发利用步伐逐渐加快,尤其是在一些发达国家,都将氢能列为国家能源体系中的重要组成部分,人们对其寄予了极大的希望和热忱。
氢具有清洁无污染、储运方便、利用率高、可通过燃料电池把化学能直接转换为电能的特点,同时,氢的来源广泛,制取途径多样。
首先,氢能是一种理想的清洁能源。
不管是直接燃烧还是在燃料电池中的电化学转化,其产物只有水,且效率高。
随着燃料电池技术的不断完善,以燃料电池为核心的新兴产业将使氢能的清洁利用得到最大发挥,主要表现在氢燃料电池汽车、分布式发电、氢燃料电池叉车和应急电源产业化初现端倪。
其次,氢能是一种良好的能源载体,具有清洁高效、便于存储和输运的特点。
可再生能源,特别是风能和太阳能在近十年来发展迅猛,但由于本身的不稳定,导致其电力上网难,出现大量的弃风、弃光现象,严重制约了它们的发展。
将多余电量用于电解制氢,可大规模消纳风能、太阳能,制得的氢既可作为清洁能源直接利用,还能掺入到天然气中经天然气管网输运并利用。
最后,氢气还是化石能源清洁利用的重要原料。
以下会详细介绍。
1.以燃料电池为核心的氢能应用氢能是一种理想的清洁能源,其在燃料电池领域的应用是发展氢能清洁利用的关键。
燃料电池是将氢气的化学能直接转化为电能的装置,具有转换效率高、零排放等特点,是最佳的氢能利用技术。
近年来,燃料电池技术的不断完善带动了以燃料电池为核心的新兴产业的快速发展,其中,氢燃料电池汽车、分布式发电、氢燃料电池叉车以及应急电源的应用已接近产业化。
1.1 氢燃料电池汽车传统车用燃料面临紧缺,且产生的汽车尾气是导致全球变暖和环境污染的主要因素之一,这使得汽车工业找到新的技术以替代传统的燃油技术并降低污染物排放变得尤为紧迫。
氢燃料电池汽车(FCEV)可实现真正的零排放、零污染,是传统燃油汽车理想的替代品,也是氢能清洁利用的主要方式。
1.2分布式发电分布式发电一般是指靠近最终用户或者就在最终用户处(工厂、商业企业、公共建筑、街区、私人住户)的集成或者单机的小型发电装置。
目前,以燃料电池为主的分布式发电已在欧美日韩等发达国家和地区开始初步商业化。
其中,日本的家用燃料电池发展领先于世界,基本可完全实现商业化。
质子交换膜燃料电池(PEMFC)和磷酸型燃料电池(PAFC)是现有家用CHP最常用的燃料电池类型。
1.3氢燃料电池叉车叉车是物流行业中必不可少的搬运工,是工业车辆中的重要设备,但同汽车一样,大多数叉车依然使用化石燃料提供动力,产生的尾气对环境造成了很大的破坏。
保守估计,我国内燃叉车保有量约35万台,叉车参与的所有环节产生的碳排放量,总量估计高达上千万吨,因此,将零排放的燃料电池用于叉车行业的环境效益显著,而且,有相关报道表明燃料电池叉车的效率可在内燃叉车的基础上提高30%~50%。
1.4应急电源信息技术部门、银行、医院等重要企业或机构与人们的日常生活息息相关,关乎每个人的切身利益,为了在发生电力供应不足或中断的情况下能够保证这些部门继续正常工作,要求必须备有强大的应急电源系统。
氢燃料电池,以其具有的能源效率高、环境友好、占地面积小、质量轻、运行稳定可靠、寿命长(铅酸蓄电池的2~10倍)等特点开始受到应急电源市场越来越多的青睐。
2.以氢为载体的可再生能源应用氢能是一种良好的能源载体,通过电解制氢的方式将风电、光伏电转化为氢气可提高风能、太阳能的使用量和利用效率,制得的氢气可直接利用,还可掺入现有天然气管网实现大规模输运和利用。
2.1可再生能源消纳氢储能技术巧妙地结合了可再生能源和氢能的共同发展,与当前人们追求可再生能源及清洁能源的利用趋势一致。
目前,其高昂的投资成本及关键装置燃料电池、氢气储运设备之间的配置与优化等问题是限制其发展的主要因素,当各环节进一步发展,制氢成本最终得到控制时,其发展潜力巨大,有望取代传统制氢,成为既经济又环保的制氢方式。
此外,制得的氢气可直接掺入到现有的天然气管网进行输运,这很大程度上减少了氢能的输运成本,有助于推动氢能的大规模使用。
2.2可再生能源制得氢气掺入天然气的利用将可再生能源制得的氢气掺入到天然气,组成掺氢天然气(HCNG),再通过现有天然气管网输送的方式被认为是目前大规模输氢的最佳选择。
研究发现,将氢气的掺入体积分数控制在17%以下时,基本不会对天然气管网造成影响。
HCNG用途广泛,可用作交通燃料、清洁燃气和工业炉燃料,其中,交通燃料的使用是当前的研究重点。
3.氢在化石能源清洁利用中的应用氢气是化石能源清洁利用的重要原料。
油品质量升级和煤制清洁能源是化石能源清洁利用的主要途径,而加氢则是这些过程中的重要环节。
3.1油品质量升级氢气是炼油企业提高轻油收率、改善产品质量必不可少的原料。
炼油过程中的耗氢主要集中在催化重整和加氢精制工艺。
整个过程的氢耗一般介于原油质量的0.8%~1.4%。
而随着炼厂各种临氢工艺的快速发展,加氢装置数量的不断增多,氢气的需量将进一步加大。
目前氢气成本已是炼厂原料成本中仅次于原油成本的第二位成本要素。
面对如此巨大的氢气需求量,选择经济的制氢方式至关重要,目前,全球范围内炼油企业中的90%制氢装置都采用烃类蒸汽转化法,但考虑到化石能源的减少以及可再生能源制氢成本的下降,由可再生能源制得的氢气有望作为主要的氢气来源,这不但具有潜在的成本优势,而且环境效益明显。
3.2煤制清洁能源煤制天然气、煤制油是煤炭清洁利用的重要途径。
其中,煤制气的加氢气化过程以及煤制油直接液化过程中需要通入大量的氢气。
由国务院办公厅下发的《能源发展战略行动计划(2014—2020)》中明确指出,要稳妥实施和推进煤制气、煤制油示范工程和技术研发。
随着示范项目的陆续成功投产,煤制气、煤制油项目的投入力度将进一步加大,届时氢气的需求量也将大大增加,对推动氢气的规模化利用作用明显。
类似于油品质量升级过程中的氢气来源,当煤制清洁能源产业进一步发展,使用由可再生能源制得的氢气依然是较好的选择。
三、国外氢能发展在2000年前后,燃料电池汽车的应用开始被发达国家所关注。
一些国家通过建立能源法案、能源战略、技术路线图等途径,积极发展氢能源在内的清洁能源,尝试以此减少对传统一次能源的依赖。
目前,大力发展燃料电池汽车加氢站的国家主要由美国、德国、日本,并制定了长期的发展规划,其中日本成为世界上加氢站最多的国家。
据统计,全球目前建成的加氢站已经超过了300座。
下图是截止至2017年底,全球燃料电池的应用情况。
接下来将简述一下德国、美国、日本的氢能利用发展现状。
1. 德国氢能利用现状德国在氢能方面的推广应用走在欧洲前列,在燃料电池车、通信基站、家庭热电联电站、加氢站等方面都有很好的应用。
德国在2015年成立了H2 Mobility企业,主要是为燃料电池车在全国打造氢基础设施,将为燃料电池车在德国的发展提供良好环境。
2. 美国氢能利用现状•通过NIP 计划,共募集14亿欧元的专项资金用于2007~2016年的氢能项目开发。
募•由Air Liquide 、Daimler 、Linde 、OMV 、Shell 和Total 六家氢能产业的龙头企业结成•加氢站:24座新公共加氢站投入运营。
德国成为全球公共加氢基础设施第二大基地,共拥有45座公共加氢站;•燃料电池列车:全球首辆由法国阿尔斯通公司研发的氢燃料电池在德国投运,搭载两台198kW 燃料电池系统,并配备了两组111kW 的锂电池,行驶里程600-800公里;•通信基站:在国家创新计划的支持下,德国安装了超过300座基站燃料电池电源;•燃料电池车:德国目前有约500辆燃料电池车,在欧盟JIVER 项目支持下,近两年还将引进40辆燃料电池巴士。
由于德国加氢站建设力度大,许多燃料电池乘用车企业也把德国视作关键市场。
•美国有Air Products、Praxair 等世界先进的气体公司,并且有技术领先的小规模电解水制氢公司,同时还掌握着液氢储气罐、储氢箱等核心技术。
液氢方面,美国在液氢生产规模、液氢产量、价格方面都具有绝对优势。
•丰田Mirai 在美国销售了超过2900辆FCEV 。
美国拥有世界最大的燃料电池叉车企业Plug Power ,目前已有超过2万辆燃料电池叉车,进行了超过600万次加氢操作。
•目前北美分布的68座加氢站仅一座位于加拿大,其余全部分布在美国,加州地区集中度最高。
美国燃料电池汽车液氢使用量非常的高,全年液氢市场需求量的14%都被用于燃料电池车。
3. 日本氢能利用现状日本是资源短缺型国家,因此非常积极的探索石油以外的其他能源,日本政府对氢能和燃料电池的推广力度在世界范围内都是最大的。