氢能的发展前景
氢能作为一种来源广泛、清洁低碳、应用场景丰富的二次能源,有利于推动传统化石能源的清洁高效利用,支持可再生能源的大规模发展。近年来,氢能和氢燃料电池产业逐渐成为全球能源技术革命和未来能源绿色转型发展的重要方向。
特点:
氢能是公认的清洁能源,是新兴的低碳零碳能源。在20世纪,中国、美国、日本、加拿大和欧盟都制定了氢能发展计划,中国在氢能领域取得了各种进展。有望在不久的将来成为氢能技术和应用的领先国家之一,也是国际公认的最有可能率先实现氢燃料电池和氢能汽车产业化的国家。
当今世界迫切需要开发新能源,因为所使用的能源,如石油、天然气、煤炭、液化石油气等都是不可再生资源,地球上的存量是有限的,人类的生存无时无刻不离不开能源,所以必须寻找新能源。随着化石燃料的日益消耗,其储量日益减少,这些资源和能源总有一天会枯竭,因此迫切需要寻找一种不依赖化石燃料、储量丰富的新型能源。氢就是这样一种二次能源。氢在元素周期表的顶部,原子序数为1。常温常压下是气态,超低温高压下是液态。作为一种理想的新能源,它具有以下特点:
1.最轻的重量:在标准状态下,密度为0.0899g/L,温度为-252.7℃时,可以变成液体。如果压力增加到几百个大气压,液态氢就会变成金属氢。
3.导热性最好:比大多数气体高10倍。
4.储量丰富:估计构成宇宙质量的75%,主要以化合物的形式储存在水中,水是地球上最广泛的物质。据估计,如果把海水中的氢全部提取出来,其产生的总热量比地球上所有化石燃料释放的热量大9000倍。
5.回收:使用氢能的汽车排出的废物只有水,所以氢气可以再次分解,再次回收。
6.理想热值:除核燃料外,氢气的热值是所有化石燃料、化学燃料和生物燃料中最高的,为142351kJ/kg,是汽油的3倍。
7.燃烧性能好:着火快,与空气混合可燃范围广,燃点高,燃烧速度快。
8.环保:与其他燃料相比,氢气燃烧起来最清洁。除水和少量的氮化氢外,不会产生对环境有害的污染物,如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化合物和尘粒。少量氨经过适当处理后不会污染环境。氢可以取代化石燃料,以尽量减少温室效应。
9.利用的形式有很多种:既可以在热机中通过燃烧和机械做功产生热能,也可以作为燃料电池的能源材料或转化为固体氢用于结构材料。
10.多种形态:以气态、液态或固态金属氢化物的形式出现,能满足储运和各种应用环境的不同要求。
11.损耗少:可以取消长距离高压输送,用长距离管道代替氢气输送,安全性相对提高,减少无效能量损耗。
12.利用率高:氢气消除了内燃机的噪音源和能源污染隐患,利用率高。
13.运输方便:氢气可以减少燃料的自重,增加车辆的有效载荷,可以降低运输成本。从整体效益考虑,社会总效益优于其他能源。