淺談氫能發(fā)電的發(fā)展趨勢和存在問題(參考版)
2025-03-28 05:33本頁面
【正文】 參考文獻【1】,太陽能學(xué)報（特刊）,1999【2】,電源技術(shù)（增刊）,2003]【3】 呂鵬梅 常 杰 熊祖鴻 吳創(chuàng)之 陳 勇. 生物質(zhì)廢棄物制氫技術(shù)，中國新能源【4】朱志堯..氫從何來，【5】 楊洪遷 陸 榮 張 平..走近氫能，中國新能源程網(wǎng)【6】（特刊）,1999【7】陳長聘,，太陽能學(xué)報（特刊）,1999。對于建立大規(guī)模氫能工業(yè)，則要十分慎重，務(wù)必先試點，再總結(jié)，再試多點然后試驗推廣。關(guān)于氫氣的儲存方式，人們已經(jīng)試驗了多種方法，但都不是盡善盡美仍需努力。此外，氫能的更廉價的生產(chǎn)方式還有待開發(fā)。氫能在大規(guī)模應(yīng)用前，還有若干不確定因素。因而雖然目前困難重重，但在不久的將來我們可以預(yù)見氫能的利用一定能夠走進我們生活的方方面面。就環(huán)境保護和市場需求而言，潔凈和成本是兩個關(guān)鍵參數(shù)，光有潔凈而成本過高就沒有市場，因而目前降低氫能的利用成本成為當(dāng)務(wù)之急，各工業(yè)化國家對這方面的研究都十分重視，其中美國政府決定今后五年為開發(fā)氫能撥款17億美元，力爭到2040年以前使每天的石油消耗量減少1100萬桶。總結(jié)氫能經(jīng)濟的發(fā)展對于各種行業(yè)來說無疑是一個福音，是機遇也是挑戰(zhàn)。因此，如果與氫接觸的材料選擇不當(dāng)，就會導(dǎo)致氫的泄漏和燃料管道的失效。（5） 錳鋼、鎳鋼以及其它高強度鋼容易發(fā)生氫脆。氫的密度僅為空氣的7%，而天然氣的密度是空氣的55%。例如，對于透過薄膜的擴散。一般來說，汽車行駛400 km需消耗汽油24 kg，而以氫氣為燃料則只需要8 kg(內(nèi)燃機，效率25%)或4 kg(燃料電池，效率5060%)。儲氫和輸氫技術(shù)要求能量密度大(包含單位體積和質(zhì)量儲存的氫含量大)、能耗少、安全性高。氫在一般條件下以氣態(tài)形式存在，且易燃(475%)、易爆(1559%)，這就為儲存和運輸帶來了很大的困難。（2） 安全可靠的貯氫和輸氫方法。目前，雖然液氫已廣泛用作航天動力的燃料，但氫能大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用還面臨著兩大亟待解決的關(guān)鍵問題：（1） 廉價的制氫技術(shù)。HAGG，F(xiàn)H）技術(shù)的誘人前景使我們看到了氫作為能源的可行性[52]，氫作為重要的化工原料，在冶金、半導(dǎo)體工業(yè)的還原，保護性氣體，等離子體新工藝燃料供給以及新材料制備工藝改進等方面都體現(xiàn)了其使用性。工業(yè)領(lǐng)域：近幾年來燃料電池發(fā)展迅猛，燃料電池（(4)能源領(lǐng)域：以氫為燃料的燃料電池，太陽能一氫能系統(tǒng)，生物質(zhì)一氫能系統(tǒng)[51]。此外氫和氧化劑在催化劑作用下可從電化學(xué)反應(yīng)過程中直接獲取電能及利用氫的熱核反應(yīng)釋放出核能。軍事領(lǐng)域：以氫為燃料的燃料電池供電的潛艇，例如氫氧發(fā)動機，新型大功率運載火箭及動力裝置的燃料都是這一應(yīng)用的具體體現(xiàn)，而歐盟―CRYOPI．ANE‖計劃更是充分證明了液氫做為未來航空燃料的技術(shù)可行性。(1)氫能在其它領(lǐng)域的應(yīng)用167。有沒有近期氫能就可以派上用場的地方昵?答案是肯定的，最現(xiàn)實的就是剛才上面提到的內(nèi)燃機的利用。同時也有氫能基礎(chǔ)設(shè)施的問題[48]。kW最基本的目標(biāo)是2020年實現(xiàn)500萬輛氫燃料電池車上路[47]。$/kW。美國能源部于2000年10月宣布，由它組織研制的電動汽車用PEMFC電池系統(tǒng)成本已降全150$/kW以上，而普通汽車發(fā)動機的造價約為50其主要的制約是價格問題，2005年5月結(jié)束的歐洲燃料電池公共汽車的示范也取得很大的成功，30輛城市燃料電池公共汽車一共行駛76萬公里，運送乘客300萬人次。比如，在汽車方面的應(yīng)用。兩者均宣布投資10億美元，并準(zhǔn)備于近期在市場上推出燃料電池汽車。燃料電池的技術(shù)開發(fā)競爭激烈，呈現(xiàn)出多極化趨勢。美國能源部于l995年開始，實施PEMFC發(fā)展計劃，開發(fā)用于電動汽車的PEMFC[42]。l350阿拉莫斯國家實驗室的研究人員將質(zhì)子交換膜的鉑催化劑作了大量改進，鉑的用量減少了90％，使燃料電池朝實用化方向邁進了一大步。1962年，杜邦公司研制出全氟磺酸膜。而燃料電池有望成為航天、電動車輛和分散式供電的首選電源。開發(fā)燃料電池電動汽車技術(shù)事在必行。無污染、高效率、適用廣、無噪聲、具有連續(xù)工作和積木化‖等優(yōu)點的動力裝置———氫能燃料電池方面的發(fā)展尤為誘人[40]。燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，能量轉(zhuǎn)化效率高達80％以上，遠(yuǎn)高于溫差電池的10％和太陽能電池的20％的轉(zhuǎn)化效率[39]。氫能在燃料電池中的應(yīng)用167。57飛機上獲得成功。美國福特公司于1998年開始研究氫內(nèi)燃機，其發(fā)動機熱效率比汽油機約提高15％。氫內(nèi)燃機可作為燃?xì)淦嚨膭恿ρb置。美國的阿波羅宇宙飛船、西歐的阿利亞娜火箭、日本的H1火箭及我國的―長征‖運載火箭，均以液氫為燃料[34]。000火箭推進器利用液氫和液氧在火箭發(fā)動機燃燒室內(nèi)燃燒[33]，產(chǎn)生3直接燃燒具體體現(xiàn)在內(nèi)燃機方面。.而按氫能釋放形式(化學(xué)能和電能)[32]，可將氫的應(yīng)用分為直接燃燒和燃料電池兩類。第四章2003年11月，包括我國在內(nèi)的15個國家和歐盟共同發(fā)起―氫能經(jīng)濟國際合作伙伴‖計劃，以協(xié)調(diào)和促進世界各國在氫能和燃料電池方面的研發(fā)工作[31]。以研發(fā)燃料電池轎車為主的上海同濟大學(xué)，自主研發(fā)出的―超越3號‖燃料電池轎車去年6月在第8屆必比登清潔能源汽車挑戰(zhàn)賽上取得了優(yōu)異成績[30]。王賀武表示，在科技部―電動汽車重大科技專項‖和氫能源燃料電池領(lǐng)域項目支持下，清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家實驗室已經(jīng)自主研發(fā)了5輛燃料電池城市客車，它們的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于國際主流車型，而造價只有國外平均水平的1／4，累計運行里程已超5萬公里，引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。氫能利用：通過科學(xué)家們的努力攻關(guān)，我國氫能利用和燃料電池技術(shù)正在不斷發(fā)展[28]?？萍疾繌?001年開始組織實施以燃料電池汽車研發(fā)為重要內(nèi)容的―電動汽車重大科技專項‖[27]，作為―十五‖的12個國家重大科技專項之一，國家投入近9億元。近年來，我國也對氫能
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