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氫能運輸船

發布時間: 2021-02-18 05:25:46

㈠ 為什麼氫能被譽為是21世紀的理想能源

在眾多的現代新能源中,氫能獨樹一幟,將成為21世紀最理想的能源。這是因為,在專燃燒相屬同重量的煤、汽油和氫氣的情況下,氫氣放出的能量最多,而且它燃燒的產物是水,沒有灰渣和廢氣,不會污染環境。煤和石油的儲量是有限的,而氫主要存在於水中,燃燒後唯一產物也是水,可源源不斷地產生氫氣,成為用之不竭的能源寶庫。

氫是一種無色的氣體,燃燒1克氫能釋放出142千焦的熱量,是汽油發熱量的3倍。氫的重量特別輕,比汽油、天然氣輕多了,因而攜帶、運輸方便。

在大自然中,氫的分布很廣,儲量很大。水可說是氫的大「倉庫」,大約含有11%的氫,泥土裡約含15%的氫,石油、煤炭、天然氣、動植物體內等都含有氫。

科學家們已研製出利用陽光分解水來制氫的方法。就是在水中加入催化劑,在陽光照射下,產生光化學反應而分解出氫。將來這種方法一旦投入實際使用,那麼在汽車、火車、輪船、飛機等交通工具的油箱中也許就無需再裝油,只要裝滿水就行了。

㈡ 氫能有哪些優點

氫是一種可燃燒的理想新能源,是世界上僅次於氧的最豐富的元素。它以化合物的形式儲於水與化石燃料等物質中,可以通過熱解、電解、熱化學、光解等方法製取氫。每公斤液氫燃燒的發熱值為14.2萬焦耳,相當於汽油發熱值的24倍,並和空氣中的氧化合產生蒸汽,凝結成水及少量氧化氮,不會污染環境,是可以再生和再循環的潔凈能源。
氫儲存方法有高壓氣態儲存、低溫液氫儲存、化學儲存及金屬氫化物儲存四種,其中金屬氫化物儲存系統最有發展前景。
目前,國外對氫能的科技開發研究十分重視,美國、俄國、德國、日本及沙烏地阿拉伯等國都積極開展氫能研究。隨著制氫和儲氫技術的成熟,經濟可行氫能將應用於航空、航天、火箭、機車、汽車、冶煉、化工、發電等領域。
歐洲將利用核能發展氫能技術:加拿大利用豐富水資源電解水制氫;美國已開始利用太陽能制氫,預計到2020年可規劃建成供30萬輛燃料電池汽車,使用城市供氫系統。同時在利用核能發展氫能研究上也有新的突破。
日本把氫能利用和國際潔凈能源利用技術列為「新日光計劃」的主要發展內容。
從世界能源發展的趨勢看,預計新世紀制氫技術將和清潔煤轉化、核能發電、太陽能發電、風能、水能發電及燃料電池發電形成系統。隨著新世紀的來臨,氫能的開發與應用可望得到飛速的發展,最終代替燃油在航空和汽車上得到應用。

㈢ 大家知道氫能的儲存的方法嗎是如何發展的

氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源,人類對氫能應用自200年前就產生了興趣,到20世紀70年代以來,世界上許多國家和地區就廣泛開展了氫能研究。 早在1970年,美國通用汽車公司的技術研究中心就提出了「氫經濟」(Hydrogen Economics)的概念。1976年美國斯坦福研究院就開展了氫經濟的可行性研究。20世紀90年代中期以來多種因素的匯合增加了氫能經濟的吸引力。這些因素包括:持久的城市空氣污染、對較低或零廢氣排放的交通工具的需求、減少對外國石油進口的需要、CO2排放和全球氣候變化、儲存可再生電能供應的需求等。氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續的新能源,被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源,是人類的戰略能源發展方向。世界各國如冰島、中國、德國、日本和美國等不同的國家之間在氫能交通工具的商業化的方面已經出現了激烈的競爭。雖然其它利用形式是可能的(例如取暖、烹飪、發電、航行器、機車),但氫能在小汽車、卡車、公共汽車、計程車、摩托車和商業船上的應用已經成為焦點。由於氫能利用過程中CO2的零排放這一優勢,其能源供給及轉換技術已被認真加以評估。氫能能夠通過從化石燃料或生物物質(包括城市廢物等)中獲取氫原子而得到,或者通過用化石發電,無碳能源電解水得到。後種方式通常花費更為昂貴並且產品利用率僅能達到4%。雖然如此,這種基於混合資源的電解氫會增加CO2的排放,因為此種方法通常增加了低效、碳基能源產品的產量。在近幾年內,除了在斯堪的納維亞(半島)、巴西和加拿大這些地區有價格低廉而又豐富的水力電能,從天然氣、甲醇、重油或MSW中獲取氫的成本是最低的。早期在島嶼應用的有冰島、夏威夷島、萬那杜、大西洋群島,氫能的應用具有特別的吸引力,然而即使包括CO2的回收和封存的成本,在大型市場當中從化石燃料中提取氫產品的成本仍然比電解氫的成本低。 隨著國際氣候變化和對石油進口依賴程度的不斷加深,導致人們對氫能市場生存能力發展的普遍興趣。雖然日本是世界上第一個以審慎的態度為世界能源網路工程投入2億美元開展氫能研究的國家(研究計劃年限為1993~2002年),在其之後,又興起了大量尋求構建氫經濟的國家。從歷史的角度上說,能源觀念的轉變需要花費幾十年才能實現,一定范圍內政府、跨國公司和個人企業對氫能產業的推動將是加速能源轉換的必要因素。已有的一些有關氫能研發順序的問題也會影響氫能經濟的發展方向。舉例來說,氫生產集中與分散,研究、發展和氫能汽車的營銷,燃料電池技術的發展與內燃機,基礎設施的改進包括燃料運輸和建立燃料供應站等等,氫能商業化和市場滲透往往依賴於這些因素相互間錯綜復雜的影響,也影響它的成本、效率、能量存儲密度和交通工具的成本、性能和安全性,而且在一個地區氫能和燃料電池發展突破將不可避免地影響其他地區全球性的經濟發展計劃。 國際能源機構(IEA)自1977年發起建立氫能源協定以來,就已經認識到氫經濟的潛在價值。而且該組織也認識到氫能源的技術潛力有助於提供一種穩定的,持續的能源供應,並能減少二氧化碳的排放。因此,最近的計劃主要是對成員國間合作研究的支持,支持的主要研究方向包括:氫能產品的成本效益、氫能產品的運輸,氫能產品的分配,氫能產品的後期利用和基於可更新能源的儲存。目前,國際能源機構氫能源研究重點是:光電電池電解,風和生物能資源,金屬氫化物和碳納米結構儲存方式以及一體化模型工具研究。這些研究和推廣計劃已經在德國,義大利,瑞士,西班牙,美國,加拿大得到了相應的支持。然而,這些研發不可能在短期內對氫能源系統商業發展產生重大影響。 趨向於效益成本氫能技術商業性發展的下一步可能會由國際氫能經濟合作組織(IPHE)來促進。該組織由美國能源部主持,於2003年11月18~21日在華盛頓區的一次會議上建立,參與者與成員國包括澳大利亞,巴西,加拿大,中國,歐洲委員會,法國,德國,冰島,印度,義大利,日本,韓國,挪威,俄羅斯,英國和美國,最初的秘書處設在美國能源部(DOE)。該組織將會與國際能源機構合作開展相關活動,但它主要是為組織和實施研發合作及其活動提供一種協調機制。它寄希望於在2020年前,為參加國的消費者提供一種實用性的選擇:到2020年消費者能夠購買到一輛既有競爭價格、又安全方便的進行燃料補給的氫能動力汽車。來自Shell Hydrogen的一位代表估計,到2020年投資200億美元僅能支持歐洲2%氫能動力汽車所需。 IPHE組織的工作將會反映到成員國有關能源供應的政策。這樣,IPHE最初的有關氫能源類型的設想是一個由化石燃料、核能和可再生能源組成的混合體,這一設想也就反映了早期討論過的國家能源混合形式及其相關政策。美國的政策就曾受到一家新的綠色氫能聯盟的批評,這個聯盟由環保集團和其他一些非盈利組織組成。但到目前為止,只有冰島和巴西有一個針對可再生能源的具體路線。其他大多數成員國則認為有關技術選擇和能源應該保持開放。 概述與結論 盡管氫能源的發展得到了全世界廣泛的關注,但是只有兩家汽車公司和兩家主要的政治機構為氫能、燃料電池或汽車產品生產制定了特定的目標和時間表。DaimberChrylse公司宣布了將在2010年之前生產10萬輛氫能燃料電池汽車的計劃,而GM公司則聲稱將生產這個數量的10倍。然而,這兩家汽車製造商對他們最初的宣稱感到懊悔,因為事實上沒有實現此目標的機會。其他汽車製造商似乎也有類似的目標轉移。有4.54億混合人口的歐聯盟有計劃要引進這些汽車,要使它們的整個"路上艦隊"到2030年能達到15%,到2040年則會在此數額上至少再翻一番,然而這個數額還不是所提的目標。 在氫能和燃料電池被大規模應用於機動車輛之前,巴西以及東亞等地區將是一個該類型機動車輛被應用的重要市場範例。即便如此,2030年之前是否將會有對氫能汽車的大量需求還值得懷疑,除非GM公司或者另外的汽車製造商在設法出售這種汽車方面取得巨大成功。特定目標和時間表的缺乏是北美的一個問題。 現在主要的關注點是氫能發展的潛在的可持續性,在接下來的幾十年中,大多數計劃都提出產品要以如天然氣或煤炭等相對便宜的能源為基礎。這樣,即使碳隔離技術是可行的,從化石燃料中提取氫能也不能夠長期進行。只有巴西和冰島設想到2030年前,提高從可再生能源中獲取氫能的百分比,盡管這些特殊的計劃都是模糊不清的。在其它地方,主要的正在形成的氫能可再生能源需求市場將起到十分重要的作用,而且對化石燃料的限制也很有作用。這樣,世界在迎來一個真正出現並可持續的氫能革命之前還需要行進很長的一段路程。 資料: http://xyli621.blog.163.com/blog/static/233717820070119136934/

㈣ 純電動汽車之外,日本已經開始在考慮氫能源的儲存和運輸了

在使用有機物以外,HyGrid也曾考慮將氫氣轉化為氨等化學燃料運輸。氨氣可以直接電解產生氫氣,但日本企業考慮的重點並不是此處,他們認為氨氣的運輸比起氫氣更加方便。在海外合作開發能源可以將剩餘熱量以及剩餘電力通過水和氮氣之間的反應產生氧氣和氨進行儲存。制備氨之後利用運輸船的方式運輸到國內,通過電解等更重方式產生氫氣。

可以說目前運輸氫氣的方法,日本國內均有實用化的案例和企業。就目前的幾種氫氣運輸方法而言,國內大力研發的有機物、氨以及液化氫技術主要針對國外能源利用開發。這大概反映出了日本在石化燃料方面面臨的巨大壓力。無論是氫氣的運輸還是氫氣的製造,日本目前最主要的問題還在於降低氫燃料的成本。

圖|來源於網路

本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。

㈤ 王鳳英代表:大力推動氫能產業發展,突破核心技術

兩會期間,汽車行業代表備受矚目,長城汽車總裁王鳳英今年將第13次參會,作為資深全國人大代表,王鳳英提出了很多非常有分量的議案建議。
長城汽車總裁王鳳英
王鳳英與全國人大代表、吉利控股集團董事長李書福,聯名提交了《關於將車輛購置稅由中央稅改為中央地方共享稅的建議》。王代表更深度關注了中國汽車產業小型電動車發展、氫能源產業發展、中國汽車「走出去」、機動車智能檢測和汽車消費信息整合升級中的突出問題。尤其是其中「大力推動氫能產業」的提案,屬於高質量前瞻性提案,對於行業發展乃至國家能源戰略有著重大意義,體現了人大代表心系國家前途命運的責任感。
氫能得天獨厚的優勢
王鳳英代表之所以如此重視氫能,是因為氫能有著得天獨厚不可替代的優勢。
氫能第一個優勢是儲量豐富,並且很容易獲得。地球上的水中含有極其豐富的氫,無邊無際的海洋取之不盡用之不竭。地球之外,氫的儲量更加豐富,在宇宙中,氫是含量最高的元素,我們的太陽就是一個巨大氫球,依靠氫聚變成氦的熱核反應發光發熱。我們地球的鄰居,包括土星、木星、天王星和海王星,也是超級巨大的氫球,哪怕僅僅汲取木星氫含量的億萬分之一,足夠人類使用千萬年。
第二,氫是一個非常好的能源載體,本身就天然具備儲能能力,氫可以通過電解水獲得,適合長距離運輸,很容易儲存,不會變質損壞,不會衰減,也不需要養護。氫通過燃料電池發電,發電過程無需轉換成熱能或者機械能,直接變成電能,熱效率比火力發電高得多。
第三,制氫還有一個突出優勢,就是可以充分利用「廢電」,因為我國電力使用峰谷錯落問題,每年大量風電、水電和太陽能電被浪費。2018年,全國棄水電量515億kWh,棄風電量419億kWh,棄光電量73億kWh,這些巨大的能量浪費,通過氫可以儲存起來。
第四,氫能的能量密度更大,使用更經濟。目前壓縮氫能的能量密度接近每公斤40kWh,比汽油的能量密度高出幾倍。可以類比的是,目前鋰電池能量密度最高只有每公斤0.3kWh,大部分在0.2kWh以下,氫能的能量密度是鋰電池的兩百多倍。這意味著當鋰電汽車需要拖著幾百公斤電池時候,儲氫罐的重量幾乎可以忽略不計。
第五,氫能的另一個優勢是,補充非常方便,相比鋰電充電動輒以小時為單位,加氫方便很多。2018年總理在日本訪問時,參觀豐田的氫燃料電池汽車Mirai,這部汽車只需要充氫3分鍾,就可以續航650公里,事實上和燃油車區別不大。
第六,氫能還有一個突出戰略優勢,不僅可以給乘用車提供能量,也可以給重型卡車、長途客車、工程機械、工礦設備提供能源,也可以給輪船,飛機,軍艦,潛艇和坦克提供能源,具備強大的軍事意義。氫能甚至還可以給宇宙飛船提供能源,美國登月的阿波羅飛船就是依靠氫能提供能量。未來人類掌握可控核聚變技術,進行星際旅行也可以依賴氫,因為氫在宇宙中取之不盡用之不竭。
第七,氫燃料的最大優勢,其實不僅僅在於提供能量,而在於氫能可以成為統治未來的戰略終極能源。如果有一天制氫技術可以突破,那麼氫燃料電池的發電過程事實上完全無污染,氫和氧反應後直接轉化電能,產生的唯一廢棄物是潔凈的水,氫將是未來真正的終極能源。
氫能全球爭霸
氫能具備如此優勢,世界各國全力開發,從某種意義上說,氫能重要性遠遠超過石油,誰率先掌握了氫能,誰就掌握了未來能源的鑰匙。尤其是考慮到氫能極為廣大的利用前景,氫能可以形成產值以萬億計算的超級巨大的產業鏈條,重要性甚至比今天的5G更為重要。
國際氫能委員會報告顯示,到2050年,全球氫氣需求將達到5.6億噸,氫燃料電池將在交通、電力、供熱等領域扮演重要角色,氫能將占人類終端能源消費的18%。到2030年,全球燃料電池汽車總保有量將達到1,000萬至1,500萬輛。
目前全球各國都在竭盡全力開發氫能,美國,日本,歐盟,韓國都紛紛投入巨大力量。截至2018年底,全球范圍內營運中的加氫站共有369座,其中歐洲152座,亞洲136座,北美78座。缺乏能源、且有憂患意識的日本更計劃成為全球第一個氫能社會——2021年3月之前,日本政府和汽車行業將共同建成160個加氫站,量產4萬輛氫燃料電池車。目前,日本已經走在了世界前沿。
我國氫能發展的層層掣肘
我國的氫能事業發展則是有喜有憂,發展非常不均衡,民間以及企業層面已經敏銳感知到氫能是下一個金礦,紛紛進行前瞻性研發和投入。比如長城汽車正在全力研發氫燃料電池,已經入股了全球領先的加氫站運營商H2 MOBILITY,並成為首家加入到國際氫能委員會國際氫能委員會(Hydrogen Council)的中國車企。地方政府也意識到氫能產業鏈的價值,積極規劃各種氫能產業園。但是從更宏觀的政策法規以及國家戰略方面,氫能發展還缺乏一個系統性綱領性的政策法規的支持,這制約了我國氫能發展的質量和速度。
目前我國氫能產業面臨的主要問題有:
1. 核心技術欠缺,目前民間對於氫能非常重視,整體在基礎研究、核心材料、關鍵部件、製造工藝和集成控制等方面取得了一系列科研成果,但仍落後於國際先進水平,尚未達到大規模商業化應用層級。同時一些關鍵技術集中在科研院所,這些機關往往項目結束就束之高閣,產業化力度不夠,導致技術浪費。
2.全國各個地方政府已經意識到氫能重大戰略意義,全國建成了數量繁多的氫能產業園,但是這些園區過分散亂,並未形成規模集群。
3.目前氫能成本高昂,市場競爭力不夠。以60kW質子交換膜燃料電池系統為例,據測算,在生產規模為100套/年時,系統成本為380,000元/套,在生產規模為10,000套/年時,系統成本僅為110,000元/套。目前的小規模、高價格制約了氫能的普及。
4.氫能供應鏈缺乏協調性,很多地方的加氫站多是為城市公交系統配套或個別企業研發單獨使用,極少對外開放運營,這制約了加氫站的商業化。
5.氫能法規不完善,是制約產業發展的根本。尤其是加氫站建設,審批程序非常復雜,且涉及工商、土地規劃、住建、安監、消防、環境評價等多個部門,這等於給加氫站帶上層層緊箍咒。
王鳳英代表的提案建議
正式針對目前氫能發展的光明前景,以及我國氫能產業發展遇到的掣肘,作為長城汽車總裁和行業資深專家,王鳳英代表提出幾點提案建議(僅摘錄部分內容):
1.設立氫能與燃料電池國家重大專項,並納入國家中長期科技規劃戰略。將氫能真正提升到國家戰略層面。
2.通過政府主導,鼓勵燃料電池產品應用推廣,擴大市場規模,進而推動產業集群的形成。
3參照德國、日本等國家經驗,鼓勵能源企業牽頭建立穩定、便利、低成本的氫能供應體系。
4.完善標准法規建設,明確氫能主管部門,加快氫氣納入能源管理體系,將氫氣視同燃氣管理,促進氫能產業鏈快速形成。
5.制定國家級頂層氫能規劃,合理規劃加氫站,制定長期穩定的燃料電池汽車發展政策。
寫在最後
氫能源的重要性不僅僅涉及汽車,更涉及全國能源戰略的發展,更涉及未來人類命運。作為最原始最簡單的第一元素,氫能不僅僅蘊藏著巨大能量,也蘊藏著宇宙的秘密。
如果中國能夠在氫能源利用方面走在世界前列甚至是世界領先,那麼將極大提升我國的競爭力和綜合實力,並提升整個民族的榮譽感和自豪感,至於中國汽車行業對於海外品牌的超越,不過是水到渠成自然而然的事情。
本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。

㈥ 氫能源有哪些用途

氫能源是一種二次能源,它是通過一定的技術利用其它能源而製取的,不像煤、石油和天然氣等可以直接從地下開采、幾乎完全依靠化石燃料。但是由於目前所用的煤、石油、天然氣等能源屬於不可再生能源,地球的存量是有限的,而人類又時刻離不開能源,隨著世界經濟的發展,石化燃料的耗量也隨之日益增加,促使其儲量也日益減少,終有一天這些資源就會枯竭,因此開發更多的新能源已迫在眉睫,人們迫切需要尋找一種不依賴化石燃料、儲量豐富的新型含能體能源。

如何利用太陽能生成「氫」,是世界各國都想知道的答案。科學家們指出,發展氫能源,將為建立一個美好、環保的新世界邁出重要一步。

在大自然中,氫的分布非常廣泛。其中水中含有11%的氫,可謂是氫的大「倉庫」。氫的主體是以化合物水的形式存在的,而地球表面約有70%的水,儲水量很大,因此可以說,氫是「取之不盡、用之不竭」的能源。如果能用合適的方法把氫從水中製取出來,那麼氫也將是一種價格相當低廉的能源,會被人們廣泛利用。

經試驗表明,在燃燒同等重量的煤、汽油和氫氣的情況下,從產生的能量上看氫氣產生的能量最多,而且它燃燒之後的產物只有水,不會產生灰渣和廢氣,不會污染環境;而煤和石油燃燒會生成二氧化碳和二氧化硫,它們會分別產生溫室效應和酸雨。地球上煤和石油的儲量是有限的,而氫主要存在於水中,燃燒後剩下的唯一產物也是水,還可以源源不斷地產生氫氣,永遠都不會用完,因此,在眾多的新能源中,氫能是21世紀最理想的能源。

氫是一種無色無味的氣體,每一克氫燃燒後能釋放出142千焦爾的熱量,是一克汽油發熱量的3倍。氫的重量非常輕,它比天然氣、汽油、煤油的重量都輕,因而其攜帶和運送都很方便,也是用於航天、航空等高速飛行交通工具最合適的燃料。氫在氧氣里可以燃燒,其火焰的溫度可高達2500℃,因而人們也常用氫氣焊接或者切割鋼鐵等材料。

氫的用途很廣泛,適用性也很強。它不僅可以用作燃料,而且金屬氫化物還具有化學能、機械能和熱能相互轉換的功能。氫作為氣體燃料,首先被應用在了汽車上。世界一些國家很早就製造出了以液態氫為燃料的汽車。用氫作為汽車燃料,不僅環保,在低溫下可以很容易就能發動,而且對發動機的腐蝕也很小,可以延長發動機的使用壽命。由於氫氣與空氣可以均勻的混合,完全可以省去一般汽車上所用的汽化器裝置,從而使現有的汽車構造更加簡單、節約原材料。此外更令人驚訝的是,只要在汽油中加入4%的氫氣,用它作為汽車發動機的燃料,就可以節油40%,降低了汽車的耗油量,而且還不需要對汽油發動機作很大的改進。

另外,使用氫燃料的電池還可以把氫能直接轉化成電能,從而使人們能更方便的使用氫能。迄今為止,這種燃料電池已經被使用在了宇宙飛船和潛水艇上,其效果很不錯。但是,由於其成本較高,短時間內還難以被普遍使用。

氫氣在一定的溫度和壓力下很容易轉變成液體,因而用鐵罐車、輪船運輸或者公路拖車運輸都很方便。液態的氫既可用作汽車、火車、飛機等交通工具的燃料,也可用作火箭、導彈等航空工具的燃料。

現在世界上使用的氫絕大部分是從石油、煤炭和天然氣中製取的,這就對本來就很緊缺的礦物燃料造成的進一步的威脅,影響了人們生產的長遠利益;而少量的氫是通過電解水的方法製取的,但因此消耗了很多的電能,從經濟利益上看很不劃算,那麼人們通過什麼辦法才能製取大量的、廉價的氫能呢?

隨著人們對太陽能的研究和利用的不斷發展,人們已開始准備利用陽光來分解水來製取氫氣。根據科學家的研究,除了從水中製取氫以外,還可以利用微生物產生氫氣。

時至今日,氫能源的製取和利用已經成為了新能源的發展趨勢,氫能源不僅能人們帶來取之不盡用之不竭的能量,還可以使人們的環境更環保,因此,我們要不斷努力,探求更多更好的方法來攝取和利用氫能源。

㈦ 有關氫能的知識

氫能
開放分類: 氫能

什麼是氫能

氫能在二十一世紀有可能在世界能源舞台上成為一種舉足輕重的二次能源。它是一種極為優越的新能源,其主要優點有:燃燒熱值高,每千克氫燃燒後的熱量,約為汽油的3倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍。燃燒的產物是水,是世界上最干凈的能源。資源豐富,氫氣可以由水製取,而水是地球上最為豐富的資源,演義了自然物質循環利用、持續發展的經典過程。

前景
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氫是宇宙中分布最廣泛的物質,它構成了宇宙質量的75%,因此氫能被稱為人類的終極能源。水是氫的大「倉庫」,如把海水中的氫全部提取出來,將是地球上所有化石燃料熱量的9000 倍。氫的燃燒效率非常高,只要在汽油中加入4% 的氫氣,就可使內燃機節油40%。目前,氫能技術在美國、日本、歐盟等國家和地區已進入系統實施階段。美國政府已明確提出氫計劃,宣布今後4年政府將撥款17億美元支持氫能開發。美國計劃到2040年美國每天將減少使用1100萬桶石油,這個數字正是現在美國每天的石油進口量。
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氫能 【hydrogen energy】 通過氫氣和氧氣反應所產生的能量。氫能是氫的化學能,氫在地球上主要以化合態的形式出現,是宇宙中分布最廣泛的物質,它構成了宇宙質量的75%。由於氫氣必須從水、化石燃料等含氫物質中製得,因此是二次能源。工業上生產氫的方式很多,常見的有水電解制氫、煤炭氣化制氫、重油及天然氣水蒸氣催化轉化制氫等。氫能具有以下主要優點:燃燒熱值高,每千克氫燃燒後的熱量,約為汽油的3倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍。燃燒的產物是水,是世界上最干凈的能源。資源豐富,氫氣可以由水製取,而水是地球上最為豐富的資源。目前,氫能技術在美國、日本、歐盟等國家和地區已進入系統實施階段。

氫能的開發與利用
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氫能利用各方面
氫能利用方面很多,有的已經實現,有的人們正在努力追求。為了達到清潔新能源的目標,氫的利用將充滿人類生活的方方面面,我們不妨從古到今,把氫能的主要用途簡要敘述一下。
依靠氫能可上天
古代,秦始皇統一中國,他想長生不老,曾積極支持煉丹術。其實煉丹術士最早接觸的就是氫的金屬化合物。無奈多少帝王夢想長生不老,或幻想遨遊太空,都受當時的科學技術水平所限,真是登天無梯。到後來,1869年俄國著名學者門捷列夫整理出化學元素周期表,他把氫元素放在周期表的首位,此後從氫出發,尋找與氫元素之間的關系,為眾多的元素打下了基礎,人們則氫的研究和利用也就更科學化了。至1928年,德國齊柏林公司利用氫的巨大浮力,製造了世界上第一艘「LZ—127齊柏林」號飛艇,首次把人們從德國運送到南美洲,實現了空中飛渡大西洋的航程。大約經過了十年的運行,航程16萬多公里,使1.3萬人領受了上天的滋味,這是氫氣的奇跡。
然而,更先進的是本世紀50年代,美國利用液氫作超音速和亞音速飛機的燃料,使B57雙引擎輟炸機改裝了氫發動機,實現了氫能飛機上天。特別是1957前蘇聯宇航員加加林乘坐人造地球衛星遨遊太空和1963年美國的宇宙飛船上天,緊接著1968年阿波羅號飛船實現了人類首次登上月球的創舉。這一切都依靠著氫燃料的功勞。面向科學的21世紀,先進的高速遠程氫能飛機和宇航飛船,商業運營的日子已為時不遠。過去帝王的夢想將被現代的人們實現。
利用氫能可開車
以氫氣代替汽油作汽車發動機的燃料,已經過日本、美國、德國等許多汽世公司的試驗,技術是可行的,目前主要是廉價氫的來源問題。氫是一種高效燃料,每公斤氫燃燒所產生的能量為33.6千瓦小時,幾乎等於汽車燃燒的2.8倍。氫氣燃燒不僅熱值高,而且火焰傳播速度快,點火能量低(容易點著),所以氫能汽車比汽油汽車總的燃料利用效率可高20%。當然,氫的燃燒主要生成物是水,只有極少的氮氧化物,絕對沒有汽油燃燒時產生的一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫等污染環境的有害成分。氫能汽車是最清潔的理想交通工具。
氫能汽車的供氫問題,目前將以金屬氫化物為貯氫材料,釋放氫氣所需的熱可由發動機冷卻水和尾氣余熱提供。現在有兩種氫能汽車,一種是全燒氫汽車,另一種為氫氣與汽油混燒的摻氫汽車。摻氫汽車的發動機只要稍加改變或不改變,即可提高燃料利用率和減輕尾氣污染。使用摻氫5%左右的汽車,平均熱效率可提高15%,節約汽油30%左右。因此,近期多使用摻氫汽車,待氫氣可以大量供應後,再推廣全燃氫汽車。德國賓士汽車公司已陸續推出各種燃氫汽車,其中有麵包車、公共汽車、郵政車和小轎車。以燃氫麵包車為例,使用200公斤鈦鐵合金氫化物為燃料箱,代替65升汽油箱,可連續行車130多公里。德國賓士公司製造的摻氫汽車,可在高速公路上行駛,車上使用的儲氫箱也是鈦鐵合金氫化物。
摻氫汽車的特點是汽油和氫氣的混合燃料可以在稀薄的貧油區工作,能改善整個發動機的燃燒狀況。在我國許當城市交通擁擠,汽車發動機多處於部分負荷下運行、採用摻氫汽車尤為有利。特別是有些工業余氫(如合成氨生產)未能回收利用,若作為摻氫燃料,其經濟效益和環境效益都是可取的。
燃燒氫氣能發電
大型電站,無論是水電、火電或核電,都是把發出的電送往電網,由電網輸送給用戶。但是各種用電戶的負荷不同,電網有時是高峰,有時是低谷。為了調節峰荷、電網中常需要啟動快和比較靈活的發電站,氫能發電就最適合搶演這個角色。利用氫氣和氧氣燃燒,組成氫氧發電機組。這種機組是火箭型內燃發動機配以發電機,它不需要復雜的蒸汽鍋爐系統,因此結構簡單,維修方便,啟動迅速,要開即開,欲停即停。在電網低負荷的,還可吸收多餘的電來進行電解水,生產氫和氧,以備高峰時發電用。這種調節作用對於用網運行是有利的。另外,氫和氧還可直接改變常規火力發電機組的運行狀況,提高電站的發電能力。例如氫氧燃燒組成磁流體發電,利用液氫冷卻發電裝置,進而提高機組功率等。
更新的氫能發電方式是氫燃料電池。這是利用氫和氧(成空氣)直接經過電化學反應而產生電能的裝置。換言之,也是水電解槽產生氫和氧的逆反應。70年代以來,日美等國加緊研究各種燃料電池,現已進入商業性開發,日本已建立萬千瓦級燃料電池發電站,美國有30多家廠商在開發燃料電池.德、英、法、荷、丹、意和奧地利等國也有20多家公司投入了燃料電池的研究,這種新型的發電方式已引起世界的關注。
燃料電池的簡單原最巧是將燃料的化學能直接轉換為電能,不需要進行燃燒,能源轉換效率可達60%—80%,而且污染少,雜訊小,裝置可大可小,非常靈活。最早,這種發電裝置很小,造價很高,主要用於宇航作電源。現在已大幅度降價,逐步轉向地面應用。目前,燃料電池的種類很多,主要有以下幾種:
磷酸鹽型燃料電池
磷酸鹽型燃料電池是最早的一類燃料電池,工藝流程基本成熟,美國和日本已分別建成4500千瓦及11 000千瓦的商用電站。這種燃料電池的操作溫度為200℃,最大電流密度可達到150毫安/平方厘米,發電效率約45%,燃料以氫、甲醇等為宜,氧化劑用空氣,但催化劑為鉑系列,目前發電成本尚高,每千瓦小時約40~50美分。
融熔碳酸鹽型燃料電池
融熔碳酸鹽型燃料電池一般稱為第二代燃料電池,其運行溫度650℃左右,發電效率約55%,日本三菱公司已建成10千瓦級的發電裝置。這種燃料電池的電解質是液態的,由於工作溫度高,可以承受一氧化碳的存在,燃料可用氫、一氧化碳、天然氣等均可。氧化劑用空氣。發電成本每千瓦小時可低於40美分。
固體氧化物型燃料電池
固體氧化物型燃料電池被認為是第三代燃料電池,其操作溫度1000℃左右,發電效率可超過60%,目前不少國家在研究,它適於建造大型發電站,美國西屋公司正在進行開發,可望發電成本每千瓦小時低於20美分。
此外,還有幾種類型的燃料電池,如鹼性燃料電池,運行溫度約200℃,發電效率也可高達60%,且不用貴金屬作催化劑,瑞典已開發200千瓦的一個裝置用於潛艇。美國最早用於阿波羅飛船的一種小型燃料電池稱為美國型,實為離子交換膜燃料電池,它的發電效率高達75%,運行溫度低於100℃,但是必需以純氧作氧化劑。後來,美國又研製一種用於氫能汽車的燃料電池,充一次氫可行300公里,時速可達100公里,這是一種可逆式質子交換膜燃料電池,發電效率最高達80%。
燃料電池理想的燃料是氫氣,因為它是電解制氫的逆反應。燃料電池的主要用途除建立固定電站外,特別適合作移動電源和車船的動力,因此也是今後氫能利用的孿生兄弟。
家庭用氫真方便
隨著制氫技術的發展和化石能源的缺少,氫能利用遲早將進入家庭,首先是發達的大城市,它可以像輸送城市煤氣一樣,通過氫氣管道送往千家萬戶。每個用戶則採用金屬氫化物貯罐將氫氣貯存,然後分別接通廚房灶具、浴室、氫氣冰箱、空調機等等,並且在車庫內與汽車充氫設備連接。人們的生活靠一條氫能管道,可以代替煤氣、暖氣甚至電力管線,連汽車的加油站也省掉了。這樣清潔方便的氫能系統,將給人們創造舒適的生活環境,減輕許多繁雜事務
作為新能源,其安全性受到人們的普遍關注。從技術方面講,氫的使用是絕對安全的。氫在空氣中的擴散性很強,氫泄漏或燃燒時,可以很快地垂直升到空氣中並消失得無影無蹤,氫本身沒有毒性及放射性,不會對人體產生傷害,也不會產生溫室效應。科學家已經做過大量的氫能安全試驗,證明氫是安全的燃料。如在汽車著火試驗中,分別將裝有氫氣和天然汽油燃料罐點燃,結果氫氣作為燃料的汽車著火後,氫氣劇烈燃燒,但火焰總是向上得,對汽車的損壞比較緩慢,車內人員有較長得時間逃生,而天然燃料的汽車著火後,由於天然氣比空氣重,火焰向汽車四周蔓延,很快包圍了汽車,傷及車內人員的安全。

㈧ 「氫經濟」是什麼為什麼說韓國是一個「氫經濟」國家

是氫能源,因為目前韓國正在研究最合適的氫能源應用。

㈨ 為什麼一說氫能源,很多人就會聯想到現代汽車

作為國內首個以氫燃料電池發展為核心內容的展館,現代汽車將其分為六大區域,以不同展區來劃分解讀氫科技的各個方面,包含未來氫生活展區、童言未來&權威之聲展區、NEXO空氣凈化演示展區、氫燃料電池車驅動原理展區、未來移動出行體驗展區以及預見氫社會展區。

在未來氫生活展區,重點展示了現代汽車未來氫能發展和氫能技術的安全可靠性;在童言未來&權威之聲展區,主要通過視頻展示了孩子對未來社會的想像,以及國內外氫能源專家的行業發展趨勢的預測;在NEXO空氣凈化演示展區,展示了現代NEXO的空氣凈化功能;在氫燃料電池車驅動原理展區,詳細展示了氫燃料電池車的驅動原理;在未來移動出行體驗展區,可以通過模擬座艙更進一步身臨其境般地體驗未來氫社會;而在預見氫社會展區,展示了一幅未來氫社會城市的地圖,充分了解氫能的生產、存儲、運輸和使用方式。

最後是戰略布局。現代汽車已經將氫能利用寫入了企業2030發展願景之中,重申了加快燃料電池技術和氫能社會發展的決心。按照計劃,在韓國現代汽車及其供應商將於2030年之前實現年生產70萬套燃料電池系統的目標,其中50萬套將供燃料電池汽車使用。此外,現代汽車還將開拓新業務,向汽車、無人機、船舶、軌道車輛、叉車和發電機製造商供應燃料電池系統,並在交通運輸行業以外的領域擴大氫燃料電池技術的開發應用。

㈩ 氫能源的開發與利用主要在哪些方面

氫能是一種二次能源,它是通過一定的方法利用其他能源製取的,而不像煤、石油和天然氣等可以直接從地下開采、幾乎完全依靠化石燃料。隨著石化燃料消耗量的日益增加,其儲量日益減少,終有一天這些資源將要枯竭,這就迫切需要尋找一種不依賴化石燃料的儲量豐富的新的含能體能源。氫正是這樣一種在常規能源危機的出現和開發新的二次能源的同時,人們期待的新的二次能源。氫位於元素周期表之首,原子序數為1,常溫常壓下為氣態,超低溫高壓下為液態。

氫的用途很廣,適用性強。它不僅能用做燃料,而且金屬氫化物具有化學能、熱能和機械能相互轉換的功能。例如,儲氫金屬具有吸氫放熱和吸熱放氫的本領,可將熱量儲存起來,作為房間內取暖和空調使用。

氫作為氣體燃料,首先被應用在汽車上。1976年5月,美國研製出一種以氫作燃料的汽車;後來,日本也研製成功一種以液態氫為燃料的汽車;20世紀70年代末期,前聯邦德國的賓士汽車公司已對氫氣進行了試驗,他們僅用了500克氫,就使汽車行駛了110千米。用氫作為汽車燃料,不僅干凈,在低溫下容易發動,而且對發動機的腐蝕作用小,可延長發動機的使用壽命。由於氫氣與空氣能夠均勻混合,完全可省去一般汽車上所用的汽化器,從而可簡化現有汽車的構造。更令人感興趣的是,只要在汽油中加入4%的氫氣。用它作為汽車發動機燃料,就可節油40%,而且無須對汽油發動機作多大的改進。氫氣在一定壓力和溫度下很容易變成液體,因而將它用鐵罐車、公路拖車或者輪船運輸都很方便。液態的氫既可用做汽車、飛機的燃料,也可用作火箭、導彈的燃料。美國飛往月球的「阿波羅」號宇宙飛船和我國發射人造衛星的長征運載火箭,都是用液態氫做燃料的。

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