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1、氫能清潔能源1主要內容前言氫能發(fā)展史氫的制取氫的儲存與輸運氫的應用氫的安全性2讓我們帶著以下問題走進氫能的世界氫能氫能的利用現(xiàn)狀氫能的一般特性氫能的儲存與運輸氫能的生產(chǎn)什么是氫能氫能的限制前言二次能源聯(lián)系一次能源和用戶的中間紐帶，可分為“含能體能源”和“過程性能源”，目前電能是當前應用最廣的“過程性能源”。4中國能源一次能源需求中國2005年的一次能源需求總量（其它指交通運輸、農(nóng)業(yè)、服務業(yè)及未指明的行業(yè)）前言氫能，新的含能體能源由于目前“過程性能源”尚不能大量地直接儲存，因此汽車等交通工具只能采用汽油、柴油這一類“含能體能源”。
2、隨著常規(guī)能源危機的出現(xiàn)，在開發(fā)新的一次能源(如可燃冰)的同時，人們將目光也投向尋求新的“含能體能源”，氫能正是一種值得期待的新型二次能源。已有資料表明，如車用燃料使用20%H2+80%CH4，尾氣中COx(CO與CO2)可降低20%、NOx可降低40%。6為什么氫是永恒的能源？氫的資源豐富存在形式氫的來源豐富制取方法氫是最環(huán)保的能源利用低溫燃料電池，由電化學反應將氫轉化為電能和水，不排放CO2和NOx；使用氫燃料內燃機，也可顯著減少污染。氫氣具有可儲存性與電、熱最大的不同氫的可再生性循環(huán)－永無止境氫是“和平”能源－中東戰(zhàn)爭氫是安
3、全能源氫的擴散能力很大，不具毒性及放射性7名稱氫氣甲烷汽油乙醇甲醇燃燒值/kJ·kg-1121,06150,05444,46727,00620,254表3-1幾種物質的燃燒值氫的燃燒熱值高高于所有化石燃料和生物質燃料為什么氫是永恒的能源？氫的燃燒穩(wěn)定性好燃燒充分8氫－能量轉化的載體由于具有上述優(yōu)點，而且目前電能存在著難以儲存、遠程輸運時損耗大的缺點，故在未來能源體系中，氫能將成為各種能量形式之間轉化的最優(yōu)良載體。9氫能發(fā)展史－發(fā)展期1970年，通用汽車公司的技術中心提出“氫經(jīng)濟”的概念，主要的思路是利用大型核電站的電力電解水制氫
4、。1974年，受石油危機的影響和啟迪，一些學者組建了國際氫能協(xié)會(InternationalAssociationforHydrogenEnergy,IAHE)。IAHE隨后創(chuàng)辦了《國際氫能雜志》并舉行了兩年一次的世界氫能大會。10氫能發(fā)展史－步入工程探索階段二十世紀80年代，德國認真地提出HYSOLAR計劃，它是德國/沙特在阿拉伯半島的項目，計劃用沙漠地帶的太陽能制氫。改項目已經(jīng)過實驗示范了太陽發(fā)電和電解的直接結合，示范功率達到350kW。德國還考慮利用加拿大廉價的水電就地電解水制氫，液化后用船運輸液氫到歐洲。11氫能發(fā)展史－
5、為科學家認可近年來燃料電池技術—低溫的質子交換膜燃料電池和高溫的固體氧化物燃料電池—發(fā)展迅速，被廣泛認為將成為未來人類社會中主要的動力來源，尤其是用于發(fā)電和交通工具方面而燃料電池最適宜的燃料就是氫。因此，科學家們預測，氫能將與電能一起成為未來能源體系的兩大支柱。1221世紀將是“氫經(jīng)濟(Hydrogeneconomy)”時代一次能源二次能源最終用戶太陽能風能海洋能地熱能汽車、飛機、船舶電力氫氣工業(yè)、農(nóng)業(yè)、民生制氫發(fā)電燃料電池電解水圖3-1設想中的21世紀能源結構體系13美國能源部HydrogenPosturePlan第一階段(P
6、haseI)為相關技術的研發(fā)階段，并在此基礎上做出是否商業(yè)化的決策，此階段中政府將起到主導作用;在第二階段(PhaseII)，氫能初步進入市場，便攜式電源和固定/運輸系統(tǒng)開始實現(xiàn)商業(yè)化，并在國家政策的引導下開始與氫能相關的基礎建設投資；進入第三階段(PhaseIII)后，氫能源和運輸系統(tǒng)實用化，市場和基建投資規(guī)模不斷擴大；第四階段(PhaseIV)為市場與基礎建設均已完善的階段，氫能源和運輸系統(tǒng)廣泛應用于各個領域，完全實現(xiàn)“氫經(jīng)濟”。14其它已開展的大規(guī)模氫能開發(fā)項目冰島于1999年在其首都雷克雅未克啟動了“生態(tài)城市交通系統(tǒng)”(
7、EcologicalCityTransportSystem,ECTOS)計劃，并為此專門成立了冰島新能源公司(IcelandicNewEnergyLtd.)負責實施該計劃其總體目標是在2030年左右，冰島全境實現(xiàn)以氫能替代傳統(tǒng)燃料。由于目前冰島所使用的能源主要來自地熱和水力發(fā)電，因此主要采用電解水技術(在加氫站就地)制氫，以燃料電池作為主要動力設備。15現(xiàn)狀與展望目前全世界每年約生產(chǎn)5×1012Nm3氫氣，主要用于化學工業(yè)，尤以合成氨和石油加工工業(yè)的用量最大。90%以上的氫氣是以石油、天然氣和煤為原料制取的，北美95％的氫氣產(chǎn)量
8、來自天然氣蒸汽重整。若設想將這些氫氣全部作為能源，僅相當于全球年能耗的1.5%。16現(xiàn)狀與展望真正的“氫經(jīng)濟”距離人們的日常生活還比較遙遠主要原因是氫能的大規(guī)模利用離不開大量廉價氫的獲得和安全、高效的氫氣儲存與輸送技術，以及應用技術的開發(fā)。而現(xiàn)階段的科技水平與這
