题目：氢能源发展现状与前景分析
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XINYU UNIVERSITY
题目：氢能源发展现状与前景分析
指导老师：唐雅琴 学生：王雪琳 专业：资源环境与城市管理
首先，我想谈谈为什么选这个题目及这篇论 文的理论和实际意义。 • 随着社会的不断发展，人类对于生活质量的不断
追求，化石能源的供应逐年增加，目前已经导致 化石能源的严重短缺，环境的急剧恶化。如果再 找不出替代化石能源的资源，人类的生活将会面 临危机，同时与自然的矛盾也会愈演愈烈。这个 论文课题解答了国内外氢能的发展现状以及氢能 的技术利用问题。
4、中国氢能现状
中国2001年国家“863”计划电动汽车(不单是氢能源)重大 专项开始实施，国家投入达8亿多，带动企业投入共20多 个亿，发展以纯电池、燃料电池、混合动力三种动力的电 动车，国拨经费安排主要以燃料电池汽车的研究为主。
第三章：制氢技术
1、传统制氢技术
• （1）矿物燃料制氢 • （2）甲烷催化热分解制氢 • （3）电解水制氢 2、太阳能制氢 3、生物制氢 • （1）微生物制氢 • （2）生物质制氢
2、环境分析
（1） 正面影响：氢能是公认的清洁能源，它自身燃烧后 只生成水和少量的氮化氢，而不会产生一氧化碳、二氧化 碳、碳氢化合物、铅化物和颗粒粉尘等对人体有害的污染 物质，少量的碳化氢稍加处理后也不会污染环境，而且它 燃烧后所生成的水，还可继续制氢，反复循环使用。
（2）负面：氢被制备出来后，要被压缩和运输后才能最终 使用，运输环节会带来二次污染。氢是易燃气体、着火点 能量很小，在空气中氢的最小着火能量仅为0.019mJ，在 氧气中的最小着火能量更小，仅为0.007mJ。氢的另一个 危险性是它和空气混合后的燃烧浓度极限的范围很宽，按 体积比计算其范围为4%～75%，因此不能因为氢的扩散 能力很大而对氢的爆炸危险放松警惕。
第四章：储氢技术
• 由于氢的密度很低，所以氢的储运是难题。氢可以用气体、 液体、固体（氰化物）或化合物（如氨、甲醇）的形式储 存与输运。工业实际应用中大致有五种储氢方法：①高压 储存；②液氢储存；③金属氢化物储存；④以有机物形式 储存；⑤吸附储存。
Baidu Nhomakorabea
第五章：氢能利用前景分析
1、社会分析
氢能是理想的清洁高效的二次能源。随着制氢、氢能储运 及燃料电池技术的发展，氢能将有可能成为其他新能源和 可再生的最佳载体而替代化石能源。
第一章：绪论
• 1、什么是氢能
氢能指从氢提取的能源。氢和氧发生反应后，能得到热和 电。燃烧化石燃料取得能源后，产生二氧化碳、硫氧化物 和氮氧化物等物质，而氢燃烧后只产生水，因而作为清洁 能源备受关注。氢的发热值为140MJ/Kg，是单位质量汽 油发热量的3倍。氢的燃烧性能好，与空气混合时有广泛 的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。氢能的利用形式 多，既可通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械能， 又可作为燃料用于燃料电池。
2、日本的氢能现状
日本的目标是到2015年，要使2000辆燃料电池汽车跑在公 路上并建设15个加氢站台；到2025年达到200万辆燃料电池 汽车和1000个加氢站。2011年7月，日本与美国能源署启动 了一个新的氢能项目，赞助圣地亚国家实验室进行氢能研 究。
3、欧盟的氢能发展
欧盟在2002年便对氢能源的开发和利用进行了研究。在 2002～2006年欧盟第六个框架研究计划中，对氢能和燃 料电池研究的投资为2500万～3000万欧元。北欧五国最 近又成立了“北欧能源研究机构”，通过生物制氢系统分 析，提高生产生物氢能力。
• 2、氢能的特点
（1）来源广。自然界存在的氢约为总量的99.98%。地球上 的水储量为21018万吨 ； （2）燃烧热值高。氢的热值高于所有化石燃料和生物质燃料； （3）清洁。氢本身无色无味无毒； （4）燃烧稳定性好； （5）存在形式多，利用形式多； （6）氢取消了内燃机噪声源和能能源污染隐患，利用率高。 （7）导热性最好的气体，比大多数气体的导热系数高出10倍。
结论
• 氢能之所以能引起人类的关注，不仅因为其的储量庞大， 同时它的无公害性更是重中之重。氢能是未来理想的、人 类所期待的二次能源。氢的发热值为140MJ/Kg，是单位 质量汽油发热量的3倍。氢的燃烧性能好，与空气混合时 有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。目前，世 界各国对于氢能的开发利用均进入白热化阶段，这标志着 “碳氢时代的结束”。
Thank you!
其次，我想谈谈这篇论文的主要内容和结构。
• 文章通过自然现状、技术、经济、社会、环境五 个方面对氢能进行解析。对氢能的国内外发展现 状进行分析，同时对氢能的特点进行剖析，探寻 当前制备和利用氢能的最佳方法。就当前氢的制 备技术、储存技术以及氢能的利用技术进行简单 的分析和对比。
文章结构
• • • • • • 第一章：绪论 第二章：氢能源国内外发展现状 第三章：制氢技术 第四章：储氢技术 第五章：氢能利用及前景分析 结论
第二章:氢能源国内外发展现状
1、美国的氢能现状
目前美国每年生产5000×104m3 氢气， 拥有氢气管道 3000km 以上， 现有氢燃料电池轿车230 多辆，氢燃料电池 公共汽车130 多辆，加氢站约200 座。美国专利局提供的数 据显示，从2002年开始，美国氢能源专利数量有所突破， 2009年达到一次峰值，近几年一直保持稳步上升态势。
实际意义
• 在当前能源短缺及环境污染等问题成为制约世界 经济发展的瓶颈， 氢具有取之不尽， 燃烧热值大， 并且对环境无污染等优点，成为最理想的替代品， 氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能 源，被视为21世纪最具发展潜力的能源，其可再 生性及良好的环保效应，使各国对氢能的研究日 益活跃起来。氢能是未来理想的含能体能源，可 以让人类逐步缓解对化石能源的依赖，能让人类 的生存不再受到挑战。
题目：氢能源发展现状与前景分析
指导老师：唐雅琴 学生：王雪琳 专业：资源环境与城市管理
首先，我想谈谈为什么选这个题目及这篇论 文的理论和实际意义。 • 随着社会的不断发展，人类对于生活质量的不断
追求，化石能源的供应逐年增加，目前已经导致 化石能源的严重短缺，环境的急剧恶化。如果再 找不出替代化石能源的资源，人类的生活将会面 临危机，同时与自然的矛盾也会愈演愈烈。这个 论文课题解答了国内外氢能的发展现状以及氢能 的技术利用问题。
4、中国氢能现状
中国2001年国家“863”计划电动汽车(不单是氢能源)重大 专项开始实施，国家投入达8亿多，带动企业投入共20多 个亿，发展以纯电池、燃料电池、混合动力三种动力的电 动车，国拨经费安排主要以燃料电池汽车的研究为主。
第三章：制氢技术
1、传统制氢技术
• （1）矿物燃料制氢 • （2）甲烷催化热分解制氢 • （3）电解水制氢 2、太阳能制氢 3、生物制氢 • （1）微生物制氢 • （2）生物质制氢
2、环境分析
（1） 正面影响：氢能是公认的清洁能源，它自身燃烧后 只生成水和少量的氮化氢，而不会产生一氧化碳、二氧化 碳、碳氢化合物、铅化物和颗粒粉尘等对人体有害的污染 物质，少量的碳化氢稍加处理后也不会污染环境，而且它 燃烧后所生成的水，还可继续制氢，反复循环使用。
（2）负面：氢被制备出来后，要被压缩和运输后才能最终 使用，运输环节会带来二次污染。氢是易燃气体、着火点 能量很小，在空气中氢的最小着火能量仅为0.019mJ，在 氧气中的最小着火能量更小，仅为0.007mJ。氢的另一个 危险性是它和空气混合后的燃烧浓度极限的范围很宽，按 体积比计算其范围为4%～75%，因此不能因为氢的扩散 能力很大而对氢的爆炸危险放松警惕。
第四章：储氢技术
• 由于氢的密度很低，所以氢的储运是难题。氢可以用气体、 液体、固体（氰化物）或化合物（如氨、甲醇）的形式储 存与输运。工业实际应用中大致有五种储氢方法：①高压 储存；②液氢储存；③金属氢化物储存；④以有机物形式 储存；⑤吸附储存。
Baidu Nhomakorabea
第五章：氢能利用前景分析
1、社会分析
氢能是理想的清洁高效的二次能源。随着制氢、氢能储运 及燃料电池技术的发展，氢能将有可能成为其他新能源和 可再生的最佳载体而替代化石能源。
第一章：绪论
• 1、什么是氢能
氢能指从氢提取的能源。氢和氧发生反应后，能得到热和 电。燃烧化石燃料取得能源后，产生二氧化碳、硫氧化物 和氮氧化物等物质，而氢燃烧后只产生水，因而作为清洁 能源备受关注。氢的发热值为140MJ/Kg，是单位质量汽 油发热量的3倍。氢的燃烧性能好，与空气混合时有广泛 的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。氢能的利用形式 多，既可通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械能， 又可作为燃料用于燃料电池。
2、日本的氢能现状
日本的目标是到2015年，要使2000辆燃料电池汽车跑在公 路上并建设15个加氢站台；到2025年达到200万辆燃料电池 汽车和1000个加氢站。2011年7月，日本与美国能源署启动 了一个新的氢能项目，赞助圣地亚国家实验室进行氢能研 究。
3、欧盟的氢能发展
欧盟在2002年便对氢能源的开发和利用进行了研究。在 2002～2006年欧盟第六个框架研究计划中，对氢能和燃 料电池研究的投资为2500万～3000万欧元。北欧五国最 近又成立了“北欧能源研究机构”，通过生物制氢系统分 析，提高生产生物氢能力。
• 2、氢能的特点
（1）来源广。自然界存在的氢约为总量的99.98%。地球上 的水储量为21018万吨 ； （2）燃烧热值高。氢的热值高于所有化石燃料和生物质燃料； （3）清洁。氢本身无色无味无毒； （4）燃烧稳定性好； （5）存在形式多，利用形式多； （6）氢取消了内燃机噪声源和能能源污染隐患，利用率高。 （7）导热性最好的气体，比大多数气体的导热系数高出10倍。
结论
• 氢能之所以能引起人类的关注，不仅因为其的储量庞大， 同时它的无公害性更是重中之重。氢能是未来理想的、人 类所期待的二次能源。氢的发热值为140MJ/Kg，是单位 质量汽油发热量的3倍。氢的燃烧性能好，与空气混合时 有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。目前，世 界各国对于氢能的开发利用均进入白热化阶段，这标志着 “碳氢时代的结束”。
Thank you!
其次，我想谈谈这篇论文的主要内容和结构。
• 文章通过自然现状、技术、经济、社会、环境五 个方面对氢能进行解析。对氢能的国内外发展现 状进行分析，同时对氢能的特点进行剖析，探寻 当前制备和利用氢能的最佳方法。就当前氢的制 备技术、储存技术以及氢能的利用技术进行简单 的分析和对比。
文章结构
• • • • • • 第一章：绪论 第二章：氢能源国内外发展现状 第三章：制氢技术 第四章：储氢技术 第五章：氢能利用及前景分析 结论
第二章:氢能源国内外发展现状
1、美国的氢能现状
目前美国每年生产5000×104m3 氢气， 拥有氢气管道 3000km 以上， 现有氢燃料电池轿车230 多辆，氢燃料电池 公共汽车130 多辆，加氢站约200 座。美国专利局提供的数 据显示，从2002年开始，美国氢能源专利数量有所突破， 2009年达到一次峰值，近几年一直保持稳步上升态势。
实际意义
• 在当前能源短缺及环境污染等问题成为制约世界 经济发展的瓶颈， 氢具有取之不尽， 燃烧热值大， 并且对环境无污染等优点，成为最理想的替代品， 氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能 源，被视为21世纪最具发展潜力的能源，其可再 生性及良好的环保效应，使各国对氢能的研究日 益活跃起来。氢能是未来理想的含能体能源，可 以让人类逐步缓解对化石能源的依赖，能让人类 的生存不再受到挑战。