氫能作為壹種來源廣泛、清潔低碳、應用場景豐富的二次能源,有利於推動傳統化石能源的清潔高效利用,支持可再生能源的大規模發展。近年來,氫能和氫燃料電池產業逐漸成為全球能源技術革命和未來能源綠色轉型發展的重要方向。
特點:
氫能是公認的清潔能源,是新興的低碳零碳能源。在20世紀,中國、美國、日本、加拿大和歐盟都制定了氫能發展計劃,中國在氫能領域取得了各種進展。有望在不久的將來成為氫能技術和應用的領先國家之壹,也是國際公認的最有可能率先實現氫燃料電池和氫能汽車產業化的國家。
當今世界迫切需要開發新能源,因為所使用的能源,如石油、天然氣、煤炭、液化石油氣等都是不可再生資源,地球上的存量是有限的,人類的生存無時無刻不離不開能源,所以必須尋找新能源。隨著化石燃料的日益消耗,其儲量日益減少,這些資源和能源總有壹天會枯竭,因此迫切需要尋找壹種不依賴化石燃料、儲量豐富的新型能源。氫就是這樣壹種二次能源。氫在元素周期表的頂部,原子序數為1。常溫常壓下是氣態,超低溫高壓下是液態。作為壹種理想的新能源,它具有以下特點:
1.最輕的重量:在標準狀態下,密度為0.0899g/L,溫度為-252.7℃時,可以變成液體。如果壓力增加到幾百個大氣壓,液態氫就會變成金屬氫。
3.導熱性最好:比大多數氣體高10倍。
4.儲量豐富:估計構成宇宙質量的75%,主要以化合物的形式儲存在水中,水是地球上最廣泛的物質。據估計,如果把海水中的氫全部提取出來,其產生的總熱量比地球上所有化石燃料釋放的熱量大9000倍。
5.回收:使用氫能的汽車排出的廢物只有水,所以氫氣可以再次分解,再次回收。
6.理想熱值:除核燃料外,氫氣的熱值是所有化石燃料、化學燃料和生物燃料中最高的,為142351kJ/kg,是汽油的3倍。
7.燃燒性能好:著火快,與空氣混合可燃範圍廣,燃點高,燃燒速度快。
8.環保:與其他燃料相比,氫氣燃燒起來最清潔。除水和少量的氮化氫外,不會產生對環境有害的汙染物,如壹氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化合物和塵粒。少量氨經過適當處理後不會汙染環境。氫可以取代化石燃料,以盡量減少溫室效應。
9.利用的形式有很多種:既可以在熱機中通過燃燒和機械做功產生熱能,也可以作為燃料電池的能源材料或轉化為固體氫用於結構材料。
10.多種形態:以氣態、液態或固態金屬氫化物的形式出現,能滿足儲運和各種應用環境的不同要求。
11.損耗少:可以取消長距離高壓輸送,用長距離管道代替氫氣輸送,安全性相對提高,減少無效能量損耗。
12.利用率高:氫氣消除了內燃機的噪音源和能源汙染隱患,利用率高。
13.運輸方便:氫氣可以減少燃料的自重,增加車輛的有效載荷,可以降低運輸成本。從整體效益考慮,社會總效益優於其他能源。