我国发展氢能源的优劣势分析

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氢能源技术与传统能源技术的对比与优势分析

氢能源技术与传统能源技术的对比与优势分

析

随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，人们对新能源技术的研

究和应用变得更加重要。在众多新能源技术中，氢能源技术备受关注。本文将对氢能源技术与传统能源技术进行对比分析，并重点探讨氢能源技术的优势。

首先，我们来看传统能源技术的一些特点。传统能源技术主要依赖于化石燃料

的燃烧，如石油、天然气和煤炭等。这些能源以其丰富的储量和相对低廉的成本，成为世界主要的能源来源。然而，传统能源技术的使用对环境造成了严重的污染，如大气污染和温室气体排放，导致全球气候变化等问题。此外，传统能源技术的储量有限，随着使用量的增加，面临枯竭的风险。

与传统能源技术相比，氢能源技术具有以下的优势。首先，氢能源是一种清洁

能源，在使用过程中只产生水蒸汽，不会产生有害气体的排放。这也意味着氢能源技术可以有效地减少大气污染和温室气体的排放，有助于缓解全球气候变化。其次，氢能源具有可再生性，可以通过太阳能、水能和风能等得到氢气。相比之下，化石燃料的储量有限，不可再生，而氢气的可再生性使其成为一个可持续的能源选择。此外，氢气的储存和运输是可行的，可以通过管道或槽罐等方式进行。

在实际应用方面，氢能源技术具有广阔的应用前景。首先，氢能源可以被广泛

地应用于交通运输领域。以氢能源驱动的燃料电池车为例，它可以零排放、无噪音地行驶，成为未来可持续交通的一个重要选择。其次，氢能源技术还可以被应用于储能系统和电力行业。由于其高能量密度和可再生性，氢能源可以用于储存太阳能和风能等不稳定的可再生能源，以解决能源供应的不稳定性问题。此外，氢能源技术还可以用于工业领域、建筑领域和航空航天领域。

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

锂电池和氢燃料电池能量密度比较和安全性分析

近几十年虽然各国都在大力推广电动车，但其占比依然很低，尚不足1%，核心就在于过往的电动车都违反了能量密度提升这个能源变革的主线逻辑。哪怕是最新一代的锂电池车，其能量密度极值也只有汽油的1/40，行业自然迟迟无法出现10倍速的改进。但燃料电池的出现却彻底改变了这一现状。其以氢气为原料，基础能量密度是汽油的3倍，电动机的做功效率还是内燃机的2倍，实际密度是汽油的6倍，优势明显。而且从人类过去百年的能源进化史看，其本质上就是碳氢比的调整史，氢含量越高，能量密度越高，未来从碳能源转向氢能源是大势所趋，因此采用氢能源的燃料电池无疑更能代表历史发展的方向，最有望成为下一代的基础能源。

机动车性能主要为续航能力、充电/充氢时间、输出功率和安全性等。燃料电池能量密度远高于锂电池，相应电池容量，快充能力和续航里程就具备了天然的优势，即使是和锂电池的顶级豪车Tesla相比也是大幅领先。但其功率密度不高，最大输出功率取决于辅助的动力电池系统，相应最高时速和百公里加速指标和锂电池相差不大。为了便于比较，我们下文选取目前主流的2L排气量汽油车，对应45度锂电池车和输出功率100KW燃料电池车作为分析基准。

能量密度比较

锂电池作为蓄电池的一种，是个封闭体系，电池只是能量的载体，必须提前充电才能运行，其能量密度取决于电极材料的能量密度。由于目前负极材料的能量密度远大于正极，所以提高能量密度就要不断升级正极材料，如从铅酸、到镍系、再到锂电池。但锂已经是原子量最小的金属元素，比锂离子更好的正极材料理论上就只有纯锂电极，但能量密度其实也只有汽油的1/4，而且商业化的技术难度极大，几十年内都无望突破。因此锂电池能量密度提升受制于理论瓶颈，空间非

化学与新能源论文范文

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化学在解决能源危机中的重要作用

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化学在解决能源危机中的重要作用

摘要：当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤，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氢能是高效清洁环保型能源 ,在我国发展氢能源具有重要的战略意义。而且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。

关键词:氢能；新能源；必然性；氢能源的优劣势

一、氢能源

（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。

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。

化学新能源

摘要：能源是人类生存和发展的重要物质基础，是人类从事各种经济活动的原动

力，也是人类社会经济发展水平的重要标志。随着常规能源资源的日益枯竭以及大量利用化石能源带来的一系列环境问题，人类必须寻找可持续的能源道路，而开发利用新能源无疑是出路之一。新能源的理论研究、技术开发以及新能源材料的探索、新能源经济的研究等，是当前能源领域众多研究热点中的亮点，新能源包括太阳能、氢能、核能、生物质能、化学电源、海洋能、风能和地热能等。关键词：氢能源；氢能制备；氢能利用及研究现状

1前言

从人类利用能源的历史中可以清楚地看到，每一种能源的发展和利用都把人类利用自然的能力提高到一个新的水平，能源科学技术的每一次重大突破也都带来了世界性的产业革命和经济飞跃，从而极大地推动了社会的进步。随着社会经济的发展，人们对能源的需求越来越高。在能源开发及利用的研究中，人们发现有的能源与一般的矿物能源不同，如氢能。本文将重点阐述氢能的制备及其利用。

2氢能

氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能力密度高、清洁的绿色能源及能源载体，被认为是连接化石能源向可再生能源过渡的主要桥梁，氢能具有无可比拟的潜在开发价值，而且氢元素主要以化合物的形态储存于水中，而水是地球上最广泛的物质；除核燃料外，氢的发热值在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高；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；氢无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁。所以，研究利用氢能已成为国内外学者研究的热点。

2.1氢能制备方法

2.1.1矿物燃料制氢

氢能源的利用现状分析

一、本文概述

随着全球能源需求的日益增长和环境问题的日益严重，氢能源作为一种清洁、高效的可再生能源，正逐渐受到人们的关注和重视。本文将对氢能源的利用现状进行全面分析，探讨其在能源转型和可持续发展中的作用和挑战。我们将简要介绍氢能源的基本原理和优势，包括其高效能量密度、环保无污染等特性。然后，我们将从全球和区域两个层面，对氢能源的生产、储存、运输和应用等方面进行深入分析。在此基础上，我们将总结氢能源利用的现状和存在的问题，如生产成本高、储存和运输难度大、应用领域有限等。我们将展望氢能源未来的发展趋势和前景，提出促进氢能源利用的建议和对策，以期为推动全球能源转型和可持续发展提供参考和借鉴。

二、氢能源的生产与储存技术

氢能源作为一种清洁、高效的能源，其生产和储存技术的发展状况直接影响着其在能源领域的应用前景。目前，氢能源的生产主要依赖于天然气、煤炭和生物质等原料，通过蒸汽甲烷重整、煤气化和生物质气化等过程获取。这些生产过程中，不仅涉及能源的消耗和碳排放，

还面临设备投资大、运行成本高等问题。因此，如何实现氢能源生产的低成本、低碳化，是当前需要解决的关键问题。

在储存技术方面，氢能源的储存主要包括气态储氢、液态储氢和固态储氢等方式。气态储氢虽然技术成熟，但储存密度低，需要高压容器，增加了储存和运输的成本。液态储氢则通过降低温度将氢气液化，储存密度相对较高，但液化过程中能耗较大，且对储存容器的绝热性能要求较高。固态储氢则是通过吸附、化合等方式将氢气储存在固体材料中，具有较高的储存密度和安全性，但目前技术尚不成熟，仍处于研究和开发阶段。

我国氢能产业发展的特点、问题与定位

内容摘要：我国氢能产业发展目前呈现出三个特点：一是氢气产量和储氢材料产销量世界第一，为我国氢能技术开发利用创造了有利条件；二是氢能产业发展的财税支持政策、技术标准等政策框架进一步完善；三是地方政府非常重视氢能产业发展，全国31个省市自治区均发布了氢能产业发展的相关政策。然而，从低碳转型的逻辑看，我国制氢原料以化石能源为主导，现阶段大规模推动氢能产业发展将导致CO2排放量快速增加，不利于我国“双碳”工作的推进，而且在氢能开发利用技术还处于研发和示范阶段的情况下，各地大规模推进产生低水平重复投资的后果。此外，我国氢能产业规划的应用场景选择单一也不利于真正发挥氢能在未来低碳能源系统中的作用。因此，我国氢能产业发展应该在在能源转型趋势下合理确定氢能在我国未来能源系统中地位，从我国能源产业实际出发选择氢能产业发展切入点，并致力于构建创新驱动的氢能产业政策框架。

早在上世纪90年代中期，氢就作为“提供脱碳，可持续能源系统必不可少的元素”而被寄予厚望，但此后二十年的发展进程远远低于人们的期望。2015年，根据根据《巴黎协定》设定的1.5℃温控和净零排放目标，2030年前全球目前年均约12%的脱碳速度需要提高五倍方可实现。由于交通运输和工业领域

脱碳的复杂性和难度，仅靠可再生能源远不能满足CO2或温室气体净零排放的“脱碳”要求，氢能由于具备来源多样、清洁低碳、安全、灵活高效、应用场景丰富等特点再次受到重视，被视为未来十年替代碳氢化合物，应对气候变化的关键要素。

近年来，氢能因其在能源转型和工业脱碳中重要作用日益受到关注，但氢能作为一个“产业”在各国都处于初步发展阶段。本文主要探讨我国氢能产业发展的现状与特点、存在的问题以及相关发展建议。

氢燃料电池车市场分析报告

1.引言

1.1 概述

氢燃料电池车是一种利用氢气作为燃料，通过氢燃料电池产生电力驱动电动机的新型汽车。在全球范围内，随着对环保和可持续发展的重视，氢燃料电池车作为一种零排放、高能效的新能源汽车技术，备受关注。

本报告将对氢燃料电池车市场进行深入分析，包括市场现状、氢燃料电池车的优势与劣势以及市场前景展望。通过对市场现状的总结，展望未来发展趋势及提出相应建议，旨在为相关产业和企业提供参考，促进氢燃料电池车市场的健康发展。

1.2文章结构

文章结构部分内容如下：

1.2 文章结构

本报告共分为引言、正文和结论三个部分，具体内容如下：

引言部分主要概述本报告的目的和意义，介绍氢燃料电池车市场的现状，并总结本报告的主要内容和结构安排。

正文部分将围绕氢燃料电池车市场现状、氢燃料电池车的优势与劣势，以及氢燃料电池车市场前景展望展开分析和阐述。

结论部分将总结现有市场情况，并展望未来发展趋势，最后提出对氢

燃料电池车市场的建议。

"1.3 目的": {

"本报告的目的是对氢燃料电池车市场进行全面分析，包括市场现状、优势与劣势以及未来发展趋势展望。通过对市场的深入了解，我们旨在为决策者提供全面的市场分析和发展建议，帮助他们更好地把握市场机会，制定有效的战略规划。同时，我们也希望促进氢燃料电池车市场的健康发展，推动清洁能源汽车的普及和推广，为环境保护和可持续发展做出贡献。"

}

1.4 总结:

通过本报告的分析，我们可以得出如下结论：氢燃料电池车市场在全球范围内呈现出快速增长的态势。虽然目前市场规模相对较小，但随着技术的不断成熟和政策的支持，预计未来几年市场规模将迅速扩大。另外，氢燃料电池车在环保、零排放和能源可持续利用等方面的优势，也将为其未来的发展带来更多的机遇和空间。

氢能产业研究及投资机会分析

1、实现碳中和：中国构建人类命运共同体的重要一步

长期以来，全球气候变暖一直是人类共同关心的话题。全球变暖主要是由于温室气体不断积累，导致地-气系统吸收与发射的能量不平衡，能量不断在系统内累积，从而导致温度上升。根据联合国发展规划署(UNEP)的数据，在工业革命以前的80万年里，全球大气二氧化碳浓度长期在150-300PPrTl之间徘徊，工业革命以后开始逐步上升并于1900年前后突破300ppm.截至2020年，全球大气二氧化碳浓度已达到414.24ppm,仅在2000-2020这二十年间大气二氧化碳浓度就上升了44.72ppm,由二氧化碳等温室气体排放引起的气候变化已成为全世界面临的一大挑战。

根据UNEP《TheEmissionsGapReport2020》报告显示，本世纪，世界仍将面临超过3。C的灾难性温度上升，远远超出《巴黎协定》的目标，即将全球变暖限制在2o C以下并追求1.5。C的目标。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)2018年发布的《全球升温1.5。C特别报告》表示，如果气候变暖以目前的速度持续下去，预计全球气温在2030年至2052年间就会比工业化之前水平升高1.5摄氏度。目前，世界多国提出了相应的碳中和和减排政策。

碳达峰，就是指在某一个时点，二氧化碳的排放不再增长达到峰值，之后逐步回落。碳中和，是指企业、团体或个人测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放，实现二氧化碳的“零排放“碳中和”是实现碳减排，完成《巴黎协定》所规定的将全球气温上升幅度控制在2。C以内，将全球碳排放控制在一万亿吨以内的必然途径。

#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：

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。

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

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。

中国煤制氢行业发展历史、产能结构、下游需求、发展优势及面临问题分析

一、煤制氢行业发展历史

煤制氢过程分为催化重整制氢与煤气化制氢。煤气化制氢是将煤气化后产生的煤造气进行脱硫净化后提纯；催化重整制氢分为烃类重整和醇类重整，烃类重整是在煤热解制备焦炭时产生的副产品中提取氢气，而醇化重整是将煤制备成甲醇后才重整制氢。

煤气化制氢的技术作为工业大规模制氢的首选方式之一，自发展至今已有约100年的发展历史。煤制氢的第一个发展拐点发生于德国的“第一代”煤气化工艺：当时主要通过以氧气为气化剂进行连续操作，使得气化强度和冷煤气效率都得到了极大的提高。

70年代，由于石油危机的影响，煤气化技术再次掀起了新一波的研究高潮，美国、联邦德国、英国等国家开始进行第二代煤气化技术的研究，其中具有代表性的研究主要为Texaco水煤浆纯氧加压气化技术、Shell气流床加压气化技术、GSP粉煤气化技术等，其主要技术进步在于加压技术和温度控制，实现了更精细的技术指标控制。目前中

式、示范工程阶段及小规模实现工业应用的各类加压气化技术主要来源于Texaco水煤浆纯氧加压气化技术与Shell气流床加压气化技术。

第三代煤气化制氢技术目前仍然处于实验室研究阶段，主要包括了催化气化、等离子体气化、太阳能气化等。

相比于催化重整制氢，煤气化制氢是目前更加主流的制氢方法，其主要原理是先将煤炭与氧气发生燃烧反应，在与水反应得到以氢气和一氧化碳为主的煤气后，再进行脱硫净化，一氧化碳与水蒸气继续反应后生产更多氢气，最后经过分离提纯得到一定纯度的产品氢。

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。

氢燃料电池汽车优缺点

⼀提新能源，第⼀印象就是环保节能。⼀提新能源汽车，第⼀印象就是特斯拉电动汽车。其实，中国北⽅⽤煤炭发电⽐较多，煤炭燃烧当然会产⽣污染，所以纯电动并不能代表是完全环保⽆污染。相⽐之下，氢⽓没有污染、零排放，甚⾄取代⽯油也指⽇可待。

氢燃料电池已不是什么全新的技术，早在20世纪60年代，氢燃料电池就已经成功地应⽤于航天领域。往返于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就安装了这种体积⼩、容量⼤的装置。进⼊70年代以后，随着⼈们不断地掌握多种先进的制氢技术，氢燃料电池很快就被运⽤于发电和汽车。波⾳公司于2008年4⽉3⽇成功试飞氢燃料电池为动⼒源的⼀架⼩型飞机。

尾⽓排出只有⽔的汽车

氢燃料电池汽车也是电动汽车，只不过它的“电池”是氢燃料电池。和普通化学电池相⽐，燃料电池通常是补充氢⽓。⼀些燃料电池能使⽤甲烷，甲醇，⼄醇和汽油作为燃料，通常称为重整燃料电池=重整制氢+氢燃料电池。许多公司都已推出氢燃料电池汽车，迄今为⽌丰⽥本⽥现代已经有了量产燃料电池汽车上市。氢燃料电池技术是未来改变⼈类⽣活的新技术之⼀，将成为解决⽯油危机的新途径。

氢燃料电池汽车尾⽓仅排放⽔，可以实现零污染排放。氢燃料电池汽车是以氢⽓作为燃料。将氢⽓送⼊汽车燃料缸中，与燃料电池发⽣化学反应，氢和空⽓中的氧发⽣反应，转换为电能驱动汽车⾏驶，这⼀化学反应过程唯⼀的副产物就是⽔或者蒸汽，完全没有⼆氧化碳，⾮常环保。

以丰⽥⾸款氢燃料电池车Mirai为例，充满燃料的Mirai拥有近似于传统汽油车的巡航⾥程，达到约500公⾥；同时它在动⼒上也不弱，Mirai的最⼤马⼒为155马⼒(114千⽡)、最⼤扭矩

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我国发展氢能源的优劣势分析

一、氢能源简介：

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