氢能_未来理想的新能源
氢能
氢能量转折
动力未来
1、化石燃料制氢
煤、石油、天然气或生物质燃料在气化炉中燃 烧,通过水蒸气还原反应,获得氢气。但是, 这样的造气效率不高,需要消耗大量能源,并 对环境污染较大。以能源换燃料,是得不偿失 的。
图1 甲醇制氢试验设备
2、电解水制氢
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
人们最早的制氢方法就从电解水开始,至今它仍然是 工业化制氢的重要方法。尽管改进型的电解槽已把电 耗压到了相当低,但还是工业生产中的“电老虎”。 而且电本属二次能源,除了水电,电是用大量燃料换 来的,其中经过热能、机械能、电能的转换,本来能 耗就不小,再经电解水制成氢,总的能源效率实在太 低,以此将氢作能源,无疑也是不可取的。不过现在 正继续改进电解水制氢的工艺,并使用丰水期的水电, 或利用风能、太阳能等可再生能源来电解水制氢作为 这些新能源的贮存手段,自当别论,不能不说是有可 取之处。
氢
能
对许多人来说,“氢能”并不 是一个十分熟悉的字眼。事实上, 在传统的煤炭、石油和天然气等化 石燃料给人类带来环境污染、温室 效应等诸多问题的当今,许多国家, 尤其是许多发达国家已将“洁净” 的氢能作为自己的未来能源而加紧 研究。
氢能被提上人类未来能源的议程是 大势所趋。众所周知,当今世界,为了 解决能源短缺、环境污染日益严重和经 济持续发展等问题,洁净的新能源和可 再生能源的开发已是迫在眉睫。对我国 来说,交通运输的能耗所占比重愈来愈 大,与此同时,汽车尾气污染已经成为 大气污染特别是城市大气污染的最重要 因素。
燃料电池原理示意图
3、氢能的家庭使用
家庭用氢构想
(1)贮氢密度尽量要大,这是决定金属贮氢系统重量和体 积比的关键。 (2)金属氢化物的化学稳定性好,必须在热力上相对于其 他元素来说有足够的化学稳定性,对水或空气应是惰性,不 能起反 (3)离解或生成金属氢化物时的反应热不要过大,以便适 应氢能动力系统应用时可提供的能量。 (4)金属氢化物系统要有良好的平衡压力-温度特性,它是 决定某一工作温度下离解压力的大小或某一工作压力下所需 离解温度的高低,压力以0.1~2兆帕之间较适合氢气的离解, 温度以发动机正常的排气温度为宜。 (5)金属氢化物的转化反应性好,如吸氢和放氢速率快。 (6)贮氢金属的成本低,应选择资源丰富和廉价的材料。 (7)贮氢金属的使用寿命较长,吸、放氢循环次数多,对 氢气中的杂质不易中毒,抗氧化力强,不易膨胀和爆裂。
氢能源行业分析报告
氢能源行业分析报告氢能源是以氢气作为能源燃料的一种新能源,它是一种非常清洁、环保、高效、可再生的能源,被认为是未来能源领域的一大热门。
本篇报告将介绍氢能源行业的定义、分类特点、产业链、发展历程、行业政策文件、经济环境、社会环境、技术环境、发展驱动因素、行业现状、行业痛点、行业发展建议、行业发展趋势前景、竞争格局、代表企业、产业链描述、SWTO分析、行业集中度等方面的情况。
一、定义和分类特点氢能源即以氢气为燃料,通过燃料电池进行能量转换,实现能量产生和传输的一种新型能源。
氢能源又可分为氢化物能源、氢化加氧离子能源和水电解制氢能源。
氢能源的分类特点主要有以下几个方面:首先,氢能源是一种非常清洁、环保的能源类型,它不会产生任何污染物;其次,氢能源可以在不使用任何化石能源的情况下实现高效、稳定的能源传输,因此被认为是未来能源的主要选择之一;此外,氢能源还具有很好的可再生性,可以通过太阳能、风能等可再生能源进行生成和储存,从而实现可持续发展。
二、产业链和发展历程氢能源的产业链主要包括氢气生产、氢气储存、氢气运输、氢燃料电池车辆和基础设施建设等环节。
其中,氢气生产是氢能源产业链的基础环节,主要包括传统化石能源转化制氢和可再生能源制氢两种方式。
氢气储存主要有压缩氢气储存和液态氢气储存两种方式,氢气运输主要以加氢站为主,氢燃料电池车辆是氢能源的主要应用领域。
基础设施建设则包括了氢燃料电池车辆的销售渠道、维修保养等环节。
氢能源的发展历程也比较长远,早在20世纪60年代,日本就开始研究氢能源,并于1996年提出了“氢能社会”概念。
之后,欧美国家也陆续开始关注氢能源的发展,逐步建立起了相关的政策体系和产业链。
三、行业政策文件和环境分析随着氢能源的发展,相关国家和地区纷纷出台了支持氢能源发展的政策文件和计划。
比如,日本在2014年公布了“氢能社会2020”计划;欧盟在2018年发布了《欧洲氢能战略》文件,将氢能源重新列入其战略目标;2019年,中国政府也发布了《关于促进燃料电池汽车产业发展的若干政策措施》,旨在加快氢能源在我国的推广应用。
新能源_氢能介绍
炉具有了 新 产 品 陈 利 华
宁波国家高新区科莱尔节 能设备有限公司(以下简称科 莱尔)预混式兼余火再利用节 能灶在宁波研发成功,批量投 放市场共计 1000 多台,取得了 年节约标准煤 2000 多吨成果。
一、科莱尔节能灶有利于 餐饮企业节能
(二)2 0 0 8 年 2 月 2 2 日, 宁波市节能技术服务管理中心 对科莱尔节能灶进行了测试, 并且按节能灶的节能原理对测
41
推出氢燃料汽车。1970 年,通 15~30 年时间。目前,采用氢
用汽车公司提出了氢经济的概 气与天然气混合燃烧是最可行
念。1974 年,国际氢能协会成 方法。我国现有 15 万辆多天然
立。2002 年,美国提出氢能路 气燃料汽车,虽然天然气作为
线图。2003 年 11 月,由 15 个国 燃料可以相比汽油、柴油燃料
一、氢能概述 氢是一种能源载体,人们 可以大规模利用储藏在氢中的 能量。大约在 250 年以前,人们 发现了氢,约在 150 年前氢在工 业上得到了应用。过去我国广 泛使用的城市煤气中氢的含量 达 5 0 % 以上。氢能是指以氢及 其同位素为主体的反应中或氢 的状态发生变化过程中所释放 的能量,包括氢核能和氢化学 能。氢能是最环保的能源,利用 低温燃料电池,由电化学反应 将氢转化成为电能和水,不排 放二氧化碳和氮氧化物,没有 任何污染,如使用氢燃料内燃 机,也是显著减少污染的有效 方法。氢能是安全的能源,氢在 空气中的扩散能力很大,因为 氢本身不具有毒性和放射性, 氢不会产生温室效应。氢在地 球上主要以水的形式存在,水 是地球的主要资源,因此氢资 源非常丰富。如果把海水中的 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 放出的热量还要大 9000 倍。氢
氢能源基本简介发展前景及规划分析新能源科学研究总结汇报PPT模板
氢能源的应用
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。
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。
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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点。
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
什么是氢能源
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
氢能源
HYDROGEN ENERGY
氢能源知识普及讲座
汇报人:XXX 汇报时间:20XX.XX
1 什么是氢能源 2 氢能源发展前景 3 氢能源优缺点 4 氢能源的应用
什么是氢能源
W H AT I S H Y D R O G E N E N E R G Y
什么是氢能源
H2
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。
人类未来的能源将会是什么?当下都有哪些主流新能源
人类未来的能源将会是什么?当下都有哪些主流新能源1 新能源的定义随着技术的进步和政策的出台,新能源逐渐成为一个影响国家或地区发展的重要因素。
新能源与传统能源的划分是相对的,二者并没有明显的界限,可以简单地根据人类文明和科技进步依次使用的能源来划分,例如在古代人们就学会用水作为动力促进生产,有专家学者认为古埃及金字塔的建造是当时人类使用了太阳能(凸透镜),经过漫长的发展人类学会使用化石能源(煤、石油、天然气),风能,核能,太阳能,地热能,潮汐能等。
目前普遍认为的传统能源又称为常规能源,它是指已经被大规模生产和应用的能源,如:化石能源、水电等。
新能源主要包括:光伏发电、风电、核能(人类对原子世界认识还很少,未来也许会有更先进的核能出现)、氢能、地热能、潮汐能等。
2 新能源的分类目前普遍认为的新能源是指风电、光伏、核能、地热能、潮汐能、氢能等。
被市场热炒的新能源主要是风电、光伏、氢能(注:锂电只是储能装置,并非发电装置),它们能成为市场的热点归因于人类科技的进步,如大型风电装置、光伏发电效率的提升、多项氢燃料电池技术的突破。
接下来主要介绍市场上比较火热的三类新能源:风电、光伏、氢能。
2.1 风电人类掌握的风电技术主要是将风能通过叶轮(就是风车)转化为动能,然后经过电机将动能转化为电能。
风能是太阳能的一种形式,风能的产生需要具备三个条件,第一太阳不均匀地加热了大气,第二地球表面的不规则性,第三地球的自转。
中国各地的风流模式和风速差异很大,并受到水体、植被和地形差异的影响。
这种气流有许多用途:航行,放风筝,甚至发电。
风力涡轮机利用旋翼叶片产生的空气动力将风能转化为电能,旋翼叶片的工作原理类似于飞机机翼或直升机的旋翼叶片。
当风流过叶片时,叶片一侧的空气压力减小,叶片两侧的空气压力差产生升力和阻力,升力比阻力更强,这导致转子旋转。
风力涡轮机最早出现在一个多世纪以前,在19世纪30年代发明了发电机之后,工程师们开始尝试利用风能发电。
我的新能源理想作文
我的新能源理想作文
我的新能源梦。
想象一下,咱们不再用那些挖出来的、烧得飞快的化石燃料,而是让太阳能、风能这些取之不尽、用之不竭的能源来当家做主。
啊,那感觉多棒!
你知道吗?我梦想着,每栋房子都能变成一个小型的发电站。
墙上贴满了太阳能板,屋顶上立着风力发电机,它们就像房子的“耳朵”和“眼睛”,时刻捕捉着风和光,把它们转化成电。
这样一来,咱们家里不仅不缺电,还能给邻居们供电呢!
再来说说出行吧。
我期望啊,未来的汽车都不再烧油了,都变成电动的或者氢能源的。
路上到处都是充电桩和氢气站,就像现在的加油站一样方便。
那时候,咱们开车出门,再也不用担心尾气污染了,空气都会变得清新许多。
还有啊,农业也能和新能源扯上边。
农田里,有太阳能灌溉系统,还有风力泵来帮忙施肥和排水。
这样一来,农民们种地就轻松多了,产量也会提高,还能保护环境,真是一举三得啊!
话说回来,我最希望的还是每个人都能有环保意识。
大家要节约用电、用水,从身边的小事做起,共同守护这颗蓝色星球。
要是咱们都能这么做,地球肯定会变得更加美好、更加宜居。
这就是我的新能源梦,一个简单却又充满希望的梦。
我相信,只要咱们齐心协力,这个梦一定能变成现实!。
人教版化学九年级上册期末高频考点专题突破专练21 燃料的合理利用与开发
专练21燃料的合理利用与开发知识梳理要点一化学反应中的能量变化要点二化石燃料的利用1. 煤、石油、天然气是三种重要的化石燃料,属于不可再生能源。
其比较见下表所列:(1)完全燃烧与不完全燃烧的区别①氧气充足:完全燃烧;①氧气不足:不完全燃烧。
(2)促进燃烧的方法①增大氧气的浓度;①增大可燃物与氧气的接触面积。
(3)燃料燃烧不充分的危害①燃烧产生的热量减少,浪费资源;①产生大量的CO 等物质,污染空气。
要点三 使用燃料对环境的影响1. 化石燃料燃烧造成空气污染的原因(1)燃料中的一些杂质如硫等燃烧时,产生空气污染物如二氧化硫等。
(2)燃料燃烧不充分,产生一氧化碳。
(3)未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中。
2. 煤的燃烧(1)煤燃烧产生的主要污染物:二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等。
其中二氧化硫、二氧化氮等物质或这些物质在空气中发生反应后的生成物溶于雨水后,会形成酸雨降落到地面。
另外煤燃烧会生成大量的二氧化碳造成“温室效应”,同时产生烟尘。
(2)酸雨的危害:①危害人体健康;①引起河流、湖泊等的水体酸化,严重影响水生动植物的生长;①破坏土壤、植被、森林;①腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料等。
(3)酸雨的防治:①尽量少用含硫燃料;①含硫燃料经脱硫后再使用;①除去烟气中的有害气体再排放;①开发利用新能源。
要点四 能源的利用和开发1. 乙醇(1)乙醇俗称酒精,化学式:C 2H 5OH 。
(2)化学性质:易燃烧,燃烧放出大量的热。
燃烧化学方程式为C 2H 5OH +3O 2=====点燃2CO 2+3H 2O 。
(3)用途:燃烧产物基本不污染环境,可为酒精灯、火锅、内燃机等提供燃料。
(4)制法:高粱、玉米和薯类等经过发酵、蒸馏可制得乙醇。
乙醇属于可再生能源。
(5)车用乙醇汽油:将乙醇溶液中含有的水进一步除去,再添加适量的变性剂(为防止饮用)可形成变性燃料乙醇。
车用乙醇汽油是将变性燃料乙醇和汽油以一定比例混合而形成的一种汽车燃料。
【教材分析】化学与能源开发_化学_初中_
【教材分析】
“化学与能源开发”是鲁教版(2013年7月第1版)九年级化学第六单元第一节课的课题,本课题共一个课时,本课时教学内容功能和定位:
1.主要知识点有:氢能是未来理想的新能源;氢能源的优点;理想的氢能源循环体系;化学电池;化学反应中的能量转化。
2.在八年级化学的学习中,同学们已经对能源、能源的使用有一定了解,知道化石能源的转化和综合利用至关重要,能源的使用在很大程度上依赖于化学过程,在此基础上,本节课以理想的氢能源和化学电池为知识载体,阐述可再生新能源的开发利用离不开以化学为核心的技术的发展,新能源开发利用离不开化学科学研制的新材料的支持,而通过化学反应可以实现物质的转变,得到新物质或者新材料;化学反应还可以实现能量的转化,使学生认识化学科学在能源开发中的作用,明确化学与能源开发的关系,完善化学科学的价值观、化学能量和能源观,教育学生节约能源、树立环保意识,增强社会责任感。
3.教学重点:
①更好的认识氢能开发的意义,了解理想的氢能源循环体系。
②化学电池中,通过化学反应可以将化学能直接转化为电能。
4.教学难点:如何让学生明确化学能与电能的相互转化。
氢能源
在众多的新能源中,氢能将会成为21世纪最理想的能源。
这是因为,在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下,氢气产生的能量最多,而且它燃烧的产物是水,没有灰渣和废气,不会污染环境;而煤和石油燃烧生成的是二氧化碳和二氧化硫,可分别产生温室效应和酸雨。
煤和石油的储量是有限的,而氢主要存于水中,燃烧后唯一的产物也是水,可源源不断地产生氢气,永远不会用完。
氢是一种无色的气体。
燃烧一克氢能释放出142千焦尔的热量,是汽油发热量的3倍。
氢的重量特别轻,它比汽油、天然气、煤油都轻多了,因而携带、运送方便,是航天、航空等高速飞行交通工具最合适的燃料。
氢在氧气里能够燃烧,氢气火焰的温度可高达2500℃,因而人们常用氢气切割或者焊接钢铁材料。
在大自然中,氢的分布很广泛。
水就是氢的大“仓库”,其中含有11%的氢。
泥土里约有1.5%的氢;石油、煤炭、天然气、动植物体内等都含有氢。
氢的主体是以化合物水的形式存在的,而地球表面约71%为水所覆盖,储水量很大;因此可以说,氢是“取之不尽、用之不竭”的能源。
如果能用合适的方法从水中制取氢,那么氢也将是一种价格相当便宜的能源。
氢的用途很广,适用性强。
它不仅能用作燃料,而且金属氢化物具有化学能、热能和机械能相互转换的功能。
例如,储氢金属具有吸氢放热和吸热放氢的本领。
可将热量储存起来,作为房间内取暖和空调使用。
氢作为气体燃料,首先被应用在汽车上。
1976年5月,美国研制出一种以氢气作燃料的汽车;后来,日本也研制成功一种以液态氢为动力的汽车;70年代末期,前联邦德国的奔驰汽车公司已对氢气进行了试验,他们仅用了五千克氢,就使汽车行驶了110公里。
用氢作为汽车燃料,不仅干净,在低温下容易发动,而且对发动机的腐蚀作用小,可延长发动机的使用寿命。
由于氢气与空气能够均匀混合,完全可省去一般汽车上所用的汽化器,从而可简化现有汽车的构造。
更令人感兴趣的是,只要在汽油中加入4%的氢气,用它作为汽车发动机燃料,就可节油40%,而且无需对汽油发动机作多大的改进。
氢能利用的现状及未来发展趋势
氢能利用的现状及未来发展趋势发布时间:2022-06-20T08:56:57.611Z 来源:《福光技术》2022年13期作者:贾朋[导读] 氢能是氢的化学能,是世界新能源和可再生能源领域正在积极开发的二次能源。
中国五冶集团有限公司四川省成都市 610063摘要:新能源制氢是氢能全过程清洁发展的关键。
目前风电及太阳能发电制氢产业基础较好,技术难度相对较低,在新能源制氢产业能够先行一步,成为目前发展的主流。
太阳能光催化制氢以及生物质制氢还有待进一步研究。
未来我国应加强氢能顶层规划布局、氢能产业核心技术攻关、开展高效制氢技术及拓宽氢能应用场景,为未来氢能大规模发展打下坚实基础。
关键词:氢能;现状;发展趋势引言:氢能是氢的化学能,是世界新能源和可再生能源领域正在积极开发的二次能源。
氢能是通过氢气和氧气反应所产生的能量。
氢气与氧气发生反应,2个氢原子与1个氧原子相结合生成1个水分子,同时释放出能量。
由于在氢氧反应过程中不会产生二氧化碳、二氧化硫、烟尘等大气污染物,同时与太阳能、风能相比,氢能又具有很强的可储存性,因此氢能被看作是未来最理想的清洁能源。
目前制氢基本全部依靠化石能源,使得氢能未能实现全过程的可再生和清洁化。
以风能、太阳能为代表的新能源目前发展迅速,将其与氢能结合起来可以实现全过程二氧化碳零排放。
这是氢能成为名副其实的清洁能源的关键,研究新能源制氢对氢能的发展十分重要。
1我国氢能发展现状进入21世纪,我国氢能产业逐渐加快发展步伐,已初步形成诸多产业集群。
京津冀、长三角、珠三角等经济发达地区,已成为氢能产业的领跑者。
我国众多企业积极参与氢能产业布局,在诸多领域逐渐缩小与国外技术的差距。
1.1制氢产业2020年我国H2年产量约为2500万t。
我国煤炭资源丰富,H2生产主要来源于石化和煤化工企业,化石燃料制氢和工业副产气提纯技术制氢量约占全国制氢总量的99%。
中国煤炭工业协会数据显示,2020年我国的煤制氢量占比约62%,天然气制氢量占比约19%,工业副产气提纯制氢量占比约18%,电解水制氢量占比约1%,生物质制氢技术尚未完全成熟,其制氢占比可忽略不计。
新能源汽车未来发展趋势
新能源汽车未来发展趋势
随着全球能源和环境的关注度不断升高,新能源汽车作为各国推动可
持续能源的重要组成部分,将有着广泛的重要性。
1.加速向电动化过渡:有关部门将加大环保政策力度、鼓励新能源汽
车技术的研发,使新能源汽车得以大幅度的成本下降,性能大幅提升。
自
主研发电动汽车的厂家也不断涌现,企业家们纷纷投资研发、生产新能源
汽车。
2.智能化的发展:未来新能源汽车将会成为新的移动智能终端,它将
具有更高水平的信息化、智能化和互联化。
未来的车辆将通过人工智能技术、云计算技术进行建模仿真、多目标优化等方面的集成应用,使得新能
源汽车将拥有更加先进的车联网,具备更高的智能。
3.氢能源的发展:目前在全球范围内氢能源被赋予了很高的期望值,
伴随着一系列氢能科技研发的进展,氢能源汽车有望成为新能源汽车的重
要组成部分,商业化发展形势亦日趋明朗。
新能源汽车将是全球汽车行业的重要发展方向,随着绿色发展的推动,约束发展的环境因素使得新能源汽车将会得到较大的支持与推广。
同时,
虽然新能源汽车面临着一些挑战和机遇,在这种复杂多变的趋势下,新能
源汽车厂商应该不断地加强自身技术研发和品质改进,推进能源革命,做
好相关未来计划,以此来适应这一市场趋势。
氢能利用的瓶颈分析与前景展望
氢能利用的瓶颈分析与前景展望一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和对环境可持续性的日益关注,氢能作为一种清洁、高效的能源形式,正逐渐受到全球范围内的关注。
然而,尽管氢能具有巨大的潜力,但在实际应用和商业化过程中,仍面临诸多瓶颈和挑战。
本文旨在深入分析氢能利用的现状、瓶颈问题,并在此基础上展望其未来发展前景,以期为我国氢能产业的健康发展提供有益的参考。
文章首先将对氢能的基本概念、特点及其在全球能源结构中的地位进行简要介绍,明确氢能的重要性和价值。
随后,文章将重点探讨氢能利用过程中存在的技术瓶颈、经济瓶颈、政策瓶颈以及社会认知瓶颈等问题,这些问题在很大程度上制约了氢能的大规模应用和推广。
在此基础上,文章将结合国内外氢能产业的发展趋势和研究成果,对氢能利用的前景进行展望,探讨未来氢能产业可能的发展方向和突破点。
通过本文的阐述,我们期望能够增进对氢能利用瓶颈问题的理解,同时激发社会各界对氢能产业的关注和投入,共同推动氢能技术的研发和应用,为实现全球能源转型和可持续发展贡献力量。
二、氢能利用的现状随着全球对可再生能源和环保意识的日益加强,氢能作为一种清洁、高效的能源形式,正受到越来越多的关注。
然而,尽管氢能具有巨大的潜力,但在实际应用中,其利用仍面临诸多挑战和瓶颈。
从生产角度来看,当前氢能的主要生产方式是通过天然气重整或电解水。
然而,这两种方式都存在一定的问题。
天然气重整产生的氢能虽然量大,但其碳排放问题仍无法解决;而电解水制氢虽然环保,但能耗高,成本也相对较高。
氢能储存和运输的难题也限制了其应用。
由于氢气密度低,储存和运输需要大量的能源和特殊的设备,这增加了氢能的使用成本,也限制了其在大规模应用中的可能性。
再者,氢能利用的基础设施建设也尚待完善。
目前,全球范围内的加氢站数量仍然有限,这限制了氢能汽车等氢能应用的发展。
同时,氢能应用的相关法规和标准也亟待建立和完善。
尽管如此,氢能利用的前景仍值得期待。
随着技术的不断进步,氢能的生产成本有望逐渐降低,储存和运输的问题也有望得到解决。
氢能普及推广困局怎么破解?
作者简介: 于姗姗,硕士,中级工程师,研究方向为节能减排、低碳咨询。
曹建喜,博士研究生,副教授,研究方向为新能源。
◼引言氢能已经被列入我国重中之重未来发展的领域,尤其全球气候变暖和环境污染问题对能源使用需求产生的要求,氢能是最理想化的清洁能源,是现如今最有发展潜力的可再生能源,氢能的发展前景引起了世界范围内的高度重视。
但是,氢能利用存在障碍,包括制氢成本高和氢能基础设施建设等问题。
那么,氢能普及推广应用的困局怎么破解呢?本文针对大家比较关心的这个问题,从克服技术和经济上的挑战,加强国际合作,挖掘可再生能源氢能这种清洁能源的发展潜力,推动可再生能源氢能的规模化应用着手,分析介绍氢能利用背景、动态以及普及推广中遇到的障碍,探讨对策。
◼1氢能利用背景发展氢能产业,是保障国家能源安全的重要举措,是构建未来国家能源体系的重要方向,是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体。
可再生能源制氢或许是新能源革命中的一匹黑马,全球正迈入“氢热时代”。
那么,氢能产业将迎来哪些全新机遇?氢能产业发展有哪些新动向新突破?氢能离大规模产业化还有多远?1.1全球能源绿色低碳转型目前一次能源需求以石油、天然气、煤炭为主,占比超85%,全球能源需求以每年1.8%的速度递增,化石燃料的燃烧导致的二氧化碳排放是最主要的温室气体排放源。
中国政府高度重视能源和气候变化问题,提出2030年20%的能源将来自清洁能源,并承诺二氧化碳排放在2030年左右达到峰值。
氢能是一种绿色、高效、应用范围广泛的二次能源,具备来源广、零碳、能源互联媒介、可储能、安全可控等显著优势。
氢能具有广泛的应用领域和灵活性,是唯一可同时用于交通、储能、发电等领域的新能源,被称为“21世纪的终极能源”。
随着氢能应用技术发展逐渐成熟以及全球应对气候变化的压力持续增大,氢能产业发展在世界各国备受关注,多国政府出台了规划氢能及燃料电池发展战略路线图,美国、日本、德国等国家更是将氢能规划上升到国家能源战略[1]。
氢能——未来的理想能源
氢能——未来的理想能源马瑜璐摘要:随着煤、石油、天然气等化石燃料的枯竭及环境污染的出现,开发清洁、高效、无污染的可再生能源是当前刻不容缓的任务。
本文综合介绍了氢能源的特点、制氢技术及其应用前景,并对氢能的未来提出展望。
关键字:氢能;制氢技术;可再生能源Hydrogen energy——to-be the ideal energymayuluAbstract: With coal, oil, natural gas and other fossil fuel depletion and the emergence of environmental pollution ,exploitating clean, efficient, non-polluting renewable energy is the current urgent mission. This article presented a synthesis of the characteristics of hydrogen energy, hydrogen technology, its application prospects, and the future prospects for hydrogen energy.Key words:hydrogen energy; hydrogen technology; renewable energy随着经济的发展以及人口的增长,人类对能源的需求越来越大,目前煤、石油等化石燃料在当前的能源结构中仍占很大比例,煤、石油等化石燃料的消耗量也日益增加,其储存量日益减少,总有一天这些能源必将枯竭,带来严重的能源危机[1],这就迫切需要开发一种清洁、高效的可再生能源,氢能就是人们所期待的一种新的理想能源,其清洁、高效、安全、可再生的特点使其被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,是人类的战略能源发展方向。
口号标语之新能源行业氢能技术应用论坛精粹
1. 氢能,未来能源的启航者!2. 点亮绿色梦想,氢能技术引领未来。
3. 拥抱氢能,共创清洁明天。
4. 氢动力,驱动世界新未来。
5. 氢能革命,开启能源新篇章。
6. 从水到能源,氢能技术的奇妙旅程。
7. 氢能,让清洁能源触手可及。
8. 探索氢能世界,发现无限可能。
9. 氢能技术,点亮绿色生活之光。
10. 氢能,为地球加油!11. 创新氢能,引领绿色能源新潮流。
12. 氢能,让未来更清洁、更美好。
13. 氢能技术,助力绿色出行革命。
14. 氢能,开启低碳生活的钥匙。
15. 氢能,让能源转型变得简单。
16. 氢能技术,照亮可持续发展之路。
17. 氢能,让能源更加智能与高效。
18. 氢能,为清洁能源插上翅膀。
19. 氢能技术,开启新时代的能源革命。
20. 氢能,让绿色成为生活的底色。
21. 氢能技术,引领未来能源的方向。
22. 氢能,让世界更加和谐与美丽。
23. 氢能技术,点亮绿色经济的新希望。
24. 氢能,让清洁能源触手可及。
25. 氢能技术,开启新时代的能源革命。
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21世纪理想的能源——氢能
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第 2期
王毅 波 :2 世纪理想的能源一 能 1 氢
22 航 空 、船舶 燃 气轮机 .
液氢 作 为未来 航 空燃料 在 技术上 是 可行 的 。 是根 据 欧盟 的 “ R OP AN 计 划 ,以 “ 这 C Y L E” 空 中客车 ”为首 的 3 5家欧 洲企 业和 研究 中心 经过 2 个 月的研 究后 所获得 的 。 6 使用 液氢 不但 能极
No 的含 量 ,大 大减 轻环境 污 染 。 美 国、 日本 、意 大利 等 国投入 了相 当力 量 ,积 极参 与蒸 汽 回注 式燃 气 轮机 的开发 研 究结果 来看 ,以氢 为燃 料 的燃气 轮机 是可 行 的 。
2 氢 气 一空气 发动机 . 3
是氢取之 不尽 ,用之不竭 的重要源 泉 。 ()热值 高 。氢 的热值 高 于所有 化石 燃料 和生 物质 燃料 ,为汽油 热值 的 3倍 。 3
()清 洁 。氢本 身无 色 无味 无 毒 ,燃烧 生 成水 ,对 大 气无 污 染 ,并 可循 环 使用 。其燃 烧 4
反应 为 :
2 H,+O,— 墨 2 O H
循环。
燃
( 氢) 液
图 1 分级燃烧动力循环系统 № ・ Sa e o ut np we- c s m 1 tgdcmb so o r y l s t i c eye
为适应 卫星等 有 效 载荷 质量 不 断增 长 的要 求 ,各航 天 大 国都 在积 极研 制 新 型运 载火 箭 及 其 动力装 置 ,以实 现提 高运 载 能力 ,降低运 载 成本 ,提高 可靠 性和 任 务适应 能 力 的 目标 。在 当 前 或今 后相 当一 段 时间 内 ,氢 氧发 动机 都将 是航 天推进 技术 的重 要基 础 。
未来的新能源作文
未来的新能源作文精选未来的新能源作文四篇未来的新能源作文篇1自从迈入21世纪,世界各国不断发展,逐渐繁荣起来。
在崭新的时代中,依然还有许多问题亟待解决,比如能源问题。
现在,一些地区能源短缺严重,急需发展新能源。
那么,未来又会出现什么新的能源呢?未来的新能源有许多种,如太阳能、风能、潮汐能那这些新能源如何为我们的生活提供便捷服务?太阳能:照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太阳能,便足以供全球人类一年能量的消费。
可以说,太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。
就目前来说,人类直接利用太阳能还处于初级阶段,主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。
而太阳能发电绝对干净,不产生公害。
所以太阳能发电被誉为是理想的能源。
风能:地球表面大量空气流动所产生的动能。
在自然界中,风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。
风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。
风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式,其中又以风力发电为主,据估算,全世界的风能总量约1300亿千瓦,中国的风能总量约16亿千瓦。
而以风能作动力,就是利用风来直接带动各种机械装置,在很多风力资源丰富的国家,科学家们利用风力发动机提水、铡草、磨面和加工饲料等。
潮汐能:月球引力的变化引起潮汐现象,潮汐导致海水平面周期性地升降,因海水涨落及潮水流动所产生的能量成为潮汐能。
潮汐能是一种不消耗燃料、没有污染、不受洪水或枯水影响、用之不竭的再生能源。
我国早在20世纪50年代就已开始利用潮汐能,在这一方面是世界上起步较早的国家。
而利用潮汐能发电则是很好的利用方式。
我国潮汐能的理论蕴藏量达到1・1亿千瓦,在我国沿海,特别是东南沿海有很多能量密度较高,平均潮差4~5m,最大潮差7~8m。
潮汐能发电在我国得到了广泛运用。
氢能与核能:氢燃烧热值高,每千克氢燃烧后的热量,约为汽油的3倍,酒精的3・9倍,焦炭的4・5倍。
燃烧的产物是水,是世界上最干净的能源。
新能源发电技术
新能源发电技术在当今时代,能源问题是全球关注的焦点之一。
传统的化石能源不仅储量有限,而且开采和使用过程中会对环境造成巨大的污染和破坏。
因此,新能源发电技术的发展变得至关重要。
新能源发电技术,顾名思义,是指利用新型能源进行电力生产的技术手段。
这些新型能源主要包括太阳能、风能、水能、生物能、地热能等。
与传统的煤炭、石油、天然气等化石能源相比,新能源具有清洁、可再生、低碳等显著优势。
太阳能发电是目前应用较为广泛的新能源发电技术之一。
太阳能光伏发电通过光伏效应,将太阳光直接转化为电能。
太阳能板由众多的光伏电池组成,这些电池能够吸收光子并释放出电子,从而产生电流。
太阳能发电的优点十分明显,它不受地域限制,只要有阳光的地方就可以安装太阳能发电设备。
而且,太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源。
然而,太阳能发电也存在一些不足之处。
例如,其发电效率受到天气和昼夜变化的影响较大,在阴雨天气和夜晚无法持续稳定地发电。
此外,太阳能板的制造过程也会对环境造成一定的污染。
风能发电是另一种重要的新能源发电方式。
风力发电机利用风力带动叶片旋转,进而驱动发电机产生电能。
风能是一种清洁、无污染的能源,而且风力资源丰富,在许多地区都有开发利用的潜力。
不过,风能发电也具有不稳定性,风速的大小和方向会影响发电效率。
同时,风力发电机的建设和维护成本较高,对选址也有一定的要求。
水能发电是一种历史悠久的发电技术,但在新能源领域,小型水电和抽水蓄能电站等新型水能利用方式也在不断发展。
小型水电通常建在河流的支流上,对环境的影响相对较小。
抽水蓄能电站则通过在电力低谷时将水抽到高处储存,在电力高峰时放水发电,起到了调节电网负荷的作用。
水能发电的优点是发电效率高、稳定性好,但建设水电站可能会对生态环境造成一定的破坏,比如影响河流的生态流量和鱼类洄游等。
生物能发电主要包括生物质直燃发电、生物质气化发电和沼气发电等形式。
生物质是指各种有机废弃物,如农作物秸秆、林业废弃物、城市垃圾等。
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[ 1 ] 唐有祺, 等. 化学与社会. 北京: 高等教育出版社, 1997. [ 2 ] 中国科学院化学学部等. 展望 21 世纪的化学. 北京: 化
学工业出版社, 2000. [ 3 ] 李建成, 等. 基础应用化学. 北京: 机械工业出版社,
2000. [4 ] 廖 翠 萍, 等. 氢 能 源 与 有 关 技 术 及 其 In ternet 资 源,
SO 2+ I2 (g) + 2H 2O ( l) = H 2SO 2+ 2H I(g)
2H I(g) = H 2+ I2 (g)
2H 2SO 2= 2SO 2+ O 2+ 2H 2O (g) 该循环过程需要很高的热能, 也就是说在较高 温度下才能进行, 生成的 SO 2 和 I2 可以循环使用, 其它产物对环境无污染, 但耗能太大, 所以此法也不 可取, 若把太阳能用到上述循环中, 该工艺将是合理 的。 开发制氢新技术, 应主要考虑以水为原料, 地球 上 70% 的表面被水所覆盖, 要将氢气作为二次常规 能源, 应以极为丰富的水资源作为原料, 而水是非常
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化 学 世 界
2001 年
稳定化合物, 必须消耗大量的能量, 才能达到水分解 制氢和氢燃烧生成水的循环过程。 因此利用水制氢 一旦技术成熟, 达到实用化后, 以氢为能源结构主要 支柱便成为可能。 2. 3 电解水制氢
电解水制取氢, 关键是耗能问题。如电解水制取 1 m 3 氢气需要耗电 4. 0~ 4. 5 kW , 一方面消耗的电 能比氢能释放的能量还要高, 另一方面电能本身就 是高效、清洁能源, 以电能换氢能, 成本很高, 显然消 耗电能来获得氢能的方法是得不偿失。但是, 通过太 阳能发电或风能、海洋能、生物能、地热能电站产生 的电能来制氢, 可以降低氢的成本。 目前, 氢总量只 有 4% 左右由电解水的方法制取。 2. 4 太阳能光解水制氢
对化学家来讲, 研究新的经济上合理的制氢方 法是一项具有战略性的研究课题。目前, 有人提出一 种最经济最理想的获得的氢能源的循环体系[3], 如 图 1 所示:
图 1 氢能源
这是一种最理想的氢能源循环体系, 类似于光 合作用, 太阳能和水是用之不竭, 而且价格低廉。 急 需化学家研究的是寻找合适的光分解催化剂, 它能 在光照下促使水的分解速度加快。 当然氢发电机的 反应器和燃料电池也是化学家的研究领域。 实现上 述良性循环, 将使人类永远可以各取所需地消耗电 能。 光分解水制取氢的研究已有一段历史。 目前也 找到一些好的催化剂, 如钙和联吡啶形成的配合物, 它所吸收的阳光正好相当于水分解成氢和氧所需的 能量。另外, 二氧化钛和含钙的化合物也是较适用的 催化剂。 酶催化水解制氢也是一种途径。 目前已经 发现一些微生物, 通过氢化酶诱发电子与水中氢离 子结合起来, 生成氢气。 总之, 光分解水制取氢方面 还应进一步加强基础研究, 寻找新的方法和催化剂。 在这方面一旦有所突破, 这将能使人类在能源问题 上一劳永逸。 这是一个可能获得诺贝尔化学奖的研 究课题。
第8期Leabharlann 化 学 世 界 ·447·
清, 底部的土黄色金属银粒清晰可见。 3. 2 清洗
使用吸滤瓶, 不停地加热的去离子水, 初步洗 净。 将银粒在水中放置过夜。 继续用热的去离子水 彻底洗净银粒, 直到用硝酸银溶液试验无氯离子为 止。 3. 3 烘干
在烘箱中烘干即可。 4 注意点 4. 1 氯化银最好是新沉淀出来的, 若是老的, 可以 先用稀硝酸活化, 加氯化钠沉淀, 清洗后再进行还 原。 4. 2 必要时氢氧化钠和甲醛要交替补加, 直至上层 溶液澄清, 才能得到最高的回收率。 5 小结
在- 252. 8°C 的深冷状态下将氢气液化, 氢体 积大大缩小, 用杜瓦瓶或真空绝热容器储存, 用液氢 罐车或槽车运输, 液氢储罐或储槽的重量约为高压 钢瓶重量的 1 6~ 1 10, 相对来说容器重量减轻。液 氢同样可以用真空绝热管道输送。 但液化氢气的能 耗大, 条件要求比较高。 3. 3 金属储氢材料储存和运输
能源、材料和信息是当今社会发展的三大支柱。 能源是指提供能量的自然资源, 是制约国家经济发 展的瓶颈。 能源的供应水平标志着一个国家的发达 程度。 我国每年能源需要量为 10 亿 t 标准煤 (标准 煤的发热量定为 29. 26 M J kg) , 能源需求水平仍处 于发展中国家水平。据专家预测[1], 到 21 世纪中叶, 我国经济将达到中等发达国家水平时, 每年对能源 的需求量将达到 40~ 50 亿 t 标准煤。 目前, 我国的 能源结构主要是煤, 还有石油、天然气、核能等, 这些 能源都是一次不可再生且污染环境的能源, 研究和 开发清洁而又用之不竭的能源是未来发展的首要任 务。科学家预测“氢能”将是未来 21 世纪最理想的新 能源。 1 氢能的特点
氢能是利用氢气的燃烧反应放热提供能量, 即 H 2+ 1 2O 2= H 2O + 284 kJ
氢能是最理想的清洁能源之一。 氢气燃烧的唯 一产物是水, 无环境污染问题。 氢能是一种二次能
源。 自然界不存在纯氢, 必须从含氢的物质中制得, 氢作为水的组成, 可以说资源丰富。而且氢能是可以 利用其它能源 (如热能、电能、太阳能和核能等) 来制 取的二次可再生能源。 氢作为能源放出的能量远远 大于煤、石油、天然气等能源, 从表 1 氢能和常规能 源的热值比较[1] 可以看出, 1 g 氢气燃烧能释放出 142 kJ 的热量, 约是汽油发热量的 3 倍。另外, 氢能 是一种理想的能源载体。 氢气具有可储、可输的性 质, 可作为一种能源储存和运输。储能可以达到合理 利用能源的目的。 氢能也可进行大规模运输。
表 1 氢能和常规能源的热值比较
燃料 主要成分
化学反应
热值 kJ g
天然气 CH 4
CH 4+ 2O 2= CO 2+ 2H 2O
56
液化气 C4H 10 2C4H 10+ 13O 2= 8CO 2+ 10H 2O
50
汽油 C8H 18 2C 8H 18+ 25O 2= 16CO 2+ 18H 2O
2000, (2) : 38241.
关荐伊, 王世震 (承德石油高等专科学校, 河北 承德 067000)
3 氢的储存与运输 氢的储存和运输是氢能开发利用中极为重要的
技术, 因此氢气的储存和输送技术的研究十分重要。 氢气常用高压气体储存、低压液氢储存及正在开发 的金属储氢材料的固体储存[4]。 输送方式除一般的 交通工具外, 还有管道运输方式。 3. 1 高压气体储存和运输
大量用作化工原料的氢气是将氢气压缩到 15 ~ 20 M Pa, 用高压容器储存。 氢气大量长期储存还 可以利用山洞、废矿洞、岩洞、地下洞做储氢库。 用 车、船运输。 然而, 氢气的重量只占容器重量的 1% ~ 2% , 且处于高压下, 因此在经济上和安全上都不 可取。 欧美采用管道远距离输送氢气。 用管道运输 的优越性在于: 可以把现有的天然气和城市煤气管 道输送系统改造为氢气输送系统。 3. 2 低温液体储存和运输
48
煤
C
C+ O 2= CO 2
33
氢能
H2
2H 2+ O 2= 2H 2O
142
2 氢能的开发 开发和利用氢能源, 必须解决氢气的生产、储存
和运输等问题, 目前世界各发达国家纷纷投入大量 财力、物力和人力进行这方面的开发与研究。 2. 1 利用化石燃料制氢
世界上氢的总产量为 3600 万 t a, 其中绝大部 分是从石油、煤炭和天然气中制取。 如: 用水蒸气与 炽热的碳反应
C + H 2O (g) = CO + H 2 该反应为吸热反应, 制取 1 摩尔氢气需消耗 132 kJ 热量。虽然产物对环境无害, 但碳资源面临枯 竭, 该反应尚需消耗很高的能量, 因此, 此法不是理 想的长久的方法。 2. 2 热化学循环法制氢[2] 利用硫2碘热循环法制取氢也是化学家常用的 一种方法
本法可被人们迅速掌握, 只要认真操作、多思 考, 一定能得到比较满意的结果。一般得到的银粒纯 度至少应在 98% 以上, 可直接用于生产银试剂。
参考文献:
[ 1 ] 陈寿椿编. 重要无机化学反应, 第二版. 上海: 上海科学 技术出版社. 曹向前 (苏州大学化学化工系, 苏州 215006)
氢能——未来理想的新能源
由于高压气储运及液态氢储运方式存在着不安 全、能耗高、储量小、经济性差等重大缺陷, 最有前 景、安全经济的氢气储运方式是用金属氢化物储氢 材料。金属氢化物储氢密度比液氢还高, 氢以原子态 储存于合金中, 当它们重新放出来时, 经历扩散、相 变、化合等过程, 受到热效应与速度的制约, 不易爆 炸, 安全程度高。利用金属材料储氢是目前较受重视 的应用项目。