【文章內(nèi)容簡介】 為克服風(fēng)能供電的波動特點，除在蓄電和電網(wǎng)調(diào)度上努力外，利用電網(wǎng)峰谷差的多余電力通過電解水產(chǎn)生氫氣，并將氫儲存于風(fēng)機的空心支柱內(nèi)是一優(yōu)化方案。因此努力改善電解水的工藝和設(shè)備是重要課題。 利用風(fēng)能、核能、太陽能制氫 ? 2 核能制氫 ? 常規(guī)壓水堆 核電站的能量利用效率低于火力發(fā)電的大型超臨界機組。為了有效利用反應(yīng)堆的高溫位能量，采用氦氣為熱載體的高溫氣冷堆，取出 650900176。 C熱量供給烴的水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫，從而節(jié)省燃料烴氣的消耗。估計每 10MW熱功率的反應(yīng)堆每日可產(chǎn)氫 8噸。 ? 利用高溫位核能的多種直接水分解和間接水分解以及與煤氣化或鐵礦石還原結(jié)合制氫或聯(lián)產(chǎn)甲醇和電力的多種多樣技術(shù)大多處于研究階段。 利用風(fēng)能、核能、太陽能制氫 ? 3 太陽能制氫 ? 直接利用太陽能將水分解制氫尚處于研究階段，將太陽光能濃縮上千倍的技術(shù)已有成果。 ? 探索中分解水的途徑如下： ? （ 1）極高溫直接分解 ? （ 2）光電化學(xué)分解：用特殊半導(dǎo)體材料 ? （ 3）光熱化學(xué)分解：用專門的化合物體系 ? 間接利用太陽能制氫的主要途徑是光伏發(fā)電然后電解水。技術(shù)成熟但經(jīng)濟(jì)成本過高。 煤或天然氣以及生物質(zhì)生產(chǎn)石油化工基本原料 ? 問題的提出： 用于運輸燃料的石油替代能源品種較多，長遠(yuǎn)目標(biāo)宜采用可再生能源生產(chǎn)，使用中不排或少排溫室氣體。但當(dāng)前廣泛使用石油化工產(chǎn)品均來自烴，大部以低碳烯烴和單環(huán)芳烴為基本原料。雖然石油化工原料只占石油消費量的 15% 20%，但今后石油供應(yīng)量下降時期未必能充分保證供應(yīng)。 ? 建議在過渡期以天然氣和煤為原料作為補充 。辦法是將天然氣或煤首先轉(zhuǎn)化為合成氣，制成甲醇或二甲醚，然后采用 MTO 或 MTP 技術(shù)生產(chǎn)低碳烯烴。在天然氣或煤價較低的氣田或煤礦區(qū)，在目前原油價位高時，采用此技術(shù)已經(jīng)是合理的選擇。 煤或天然氣以及生物質(zhì)生產(chǎn)石油化工基本原料 ? 芳烴原料可由煤的直接液化所產(chǎn)重石腦油制取。可由GTL或 CTL所產(chǎn)直鏈烷烴 C4C8餾分可作為蒸汽裂解生產(chǎn)乙烯原料 ,C9— C13餾分可作為生產(chǎn)洗滌劑原料。 ? 建議遠(yuǎn)期采用可再生的生物質(zhì)作為主要來源 ? 生物質(zhì)精煉廠不論使用生物過程或熱化學(xué)過程均能得到醇類、合成氣、生物油等產(chǎn)品，進(jìn)一步加工就得到多種有用的化工產(chǎn)品。美國設(shè)想在 2030 年利用生物質(zhì)提供化學(xué)產(chǎn)品總量的 25%，此后會不斷增多。 ? 從世界范圍看，位于熱帶和亞熱帶的國家和地區(qū)生物質(zhì)資源豐富，可望成為源于生物質(zhì)的化學(xué)品出口國（地區(qū)）。我國宜結(jié)合國情具體安排。 氫能運輸燃料的推廣應(yīng)用問題 ? 1 氫能經(jīng)濟(jì)的提出：不同觀點展示 ? 2 國外推廣應(yīng)用氫能運輸燃料的規(guī) 劃和 實施步驟 ? 3 氫作為運輸燃料的儲存和運輸 ? 4 氫能經(jīng)濟(jì)引發(fā)的一系列社會問題 氫能經(jīng)濟(jì)的提出：不同觀點展示 ? 1 贊成理由 ? 對原油大量進(jìn)口的國家可保證運輸燃料自給，從而保證了本國的能源安全。 ? 原油供給的供不應(yīng)求局面遲早會出現(xiàn)，未雨綢繆是明智之舉。 ? 應(yīng)用石油運輸燃料的負(fù)面影響，溫室氣體排放與日俱增。 ? 超前推廣應(yīng)用氫能運輸燃料可使所在國的氫能技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位，在今后競爭中保持優(yōu)勢。 氫能經(jīng)濟(jì)的提出：不同觀點展示 ? 2 不同意理由 : ? 實現(xiàn)氫能經(jīng)濟(jì)難度極大 , 不少廉價生產(chǎn)技術(shù)、儲存運輸和安全使用問題有待長期攻關(guān)。廉價燃料電池汽車很難問世。 ? 社會接收困難，氫燃料商業(yè)生產(chǎn)和銷售業(yè)與氫能汽車制造業(yè)互相觀望，“蛋和雞” 的先后問題。 ? 替代能源并不是“非氫莫屬”，生物能源（乙醇等）的內(nèi)燃機混合動力汽車可能更早實現(xiàn)。汽油混合動力汽車作為過渡。 ? 過分夸張氫能經(jīng)濟(jì)，有意掩蓋近期采用其它手段降低溫室氣體排放的意圖，純屬政治炒作。（美國） 國外推廣應(yīng)用氫能運輸燃料 的規(guī)劃和 實施步驟 ? 美國以政府名義率先提出 Hydrogen Initiative（ 2022），此后美國能源部提出實施計劃 Hydrogen Posture Plan（ 2022），并報國家研究理事會 National Research Council 原則同意。 ? 國際能源組織 International Energy Agency 倡導(dǎo)的 Hydrogen Implementing Agreement于 1977年 即提出 In Persuit of the Future，并由 16個 成員國分工進(jìn)行十多個專題的科研開發(fā)。 IEA 多次召開氫能會議。 ? 日本很早就成立新能源開發(fā)組織 NEDO，為氫能開發(fā)取得多項成果。 ? 亞太 APEC近年成立名為 Partnership for Advancing To Hydrogen的氫能推進(jìn)合作組織， 2022年開了全會。 國外推廣應(yīng)用氫能運輸燃料的規(guī)劃和 實施步驟 ? 國外還有多個氫能學(xué)術(shù)團(tuán)體，我國也成立了氫能學(xué)會。國外氫能刊物已出版多年。 2022 年有兩洲七國（包括我國）氫能協(xié)會參加的第 15 次世界氫能會議發(fā)布了關(guān)于氫能革命的 《 橫濱宣言 》 。 ? 美國政府通過能源部具體組織實施氫能經(jīng)濟(jì)的一系列工作，包括分領(lǐng)域、分課題科研開發(fā)與應(yīng)用，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定以及在社會推行氫能科普、教育工作。計劃分四步走：第一步（ 20222022年）開展科研開發(fā)工作，第二步（ 20222022年）燃料電池汽車批量進(jìn)入市場，第三步（ 20222035年）燃料電池汽車市場逐步擴大，開始形成網(wǎng)絡(luò)，第四步（ 20252050年）逐步形成氫能經(jīng)濟(jì)。 國外推廣應(yīng)用氫能運輸燃料的規(guī)劃和 實施步驟 ? 美國能源部設(shè)想的（樂觀估計）燃料電池汽車市場銷售分額： 2022年 4%， 2020年 27%， 2030年 78%， 2038年 100%；社會保有份額： 2030年 20 %， 2040年 76 %， 2050年度 100%。 NRC 則區(qū)分兩種情景：一是如氫能應(yīng)用和燃料電池汽車推廣應(yīng)用不夠理想，則在 2020年以后主要是混合動力汽車逐步取代內(nèi)燃機汽車，二是 燃料電池汽車和混合動力汽車并肩發(fā)展。 ? 估計 2030年歐盟燃料電池汽車社會保有份為 15%, 2040年達(dá)到 32%。 ? 日本曾公布燃料電池汽車社會保有量預(yù)測： 20222022年 5萬輛， 20222020 年 500萬輛。 氫作為運輸燃料的儲存和運輸 ? 1 氫的儲存： ? 壓縮氫（ 3570MPa 壓力）的密度很低，即使液氫的密度也遠(yuǎn)低于汽油，大量儲存氫的難度可想而知。 ? （ 1）高壓容器氣態(tài)儲存：適用于車輛、地面和地下固定容器，還有地下巖穴。 ? （ 2）低壓液態(tài)儲存：適用于車輛、地面和地下固定容器。 ? （ 3）固體物吸附態(tài)儲存：吸附物有多孔金屬材料，碳納米材料。 ? （ 4）金屬氫化物（如 NaMgH4）或化學(xué)氫化物（如NaAlH4）儲存。 氫作為運輸燃料的儲存和運輸 ? 以上幾種儲存方式都存在儲存容器或吸附材料重量過大（超過氫量的 20倍），車載負(fù)荷過重或儲存成本高的問題。