核能-氢能门户网世界新能源核能-氢能网

我国发展氢能源的优劣势分析

我国发展氢能源的优劣势分析
世界新能源-核能-氢能网 2007-6-13 访问人数: 【字体:
nbsp;  浙江大学新材料所与内燃机所合作成功的改装了一辆燃用氢一汽油混合燃料的中巴车,通过添加约4.7Wt%氢气进行的氢一汽油混合燃料燃烧,平均节油率达44%。我国自行研制的30kw氢燃料电池电动汽车,计划在2000年完成。目前,PEMFC电源系统的应用开发,将成为推动氢能利用的新动力。 我国工业制氢方法主要是以天然气、石油、和煤为原料,在高温下使之与水蒸气反应而制得,也可以用部分氧化法制得。这些制氢方法在工艺上都比较成熟,但是由化石能源和电力来换取氢能,在经济上和资源利用上并不合适。现有的工业制氢主要是维持目前化工、炼油、冶金、及电子等部门的需要。水电解制氢和生物质气化制氢等方法,现已形成规模。其中,低价电电解水制氢方法是当前氢能规模制备的主要方法,但目前电耗过高,一般约为 4.skwh/Nm3H2,亟待改进。此外,由中科院山西煤炭化学研究所开发的“甲醇重整制氢技术”已投人生产实际应用,目前最大规模为360Nm3/h,并实现系列化、批量化生产。中科院大连化学物理所在国家“九五”科技攻关项目“燃料电池技术”中,承担了燃料电池电动车用“甲醇重整制氢装置”的研制月前,已形成概念样机。石油大学承担的“九五”科技攻关项目“从 H2S制取氢气的扩大实验研究”,此方法制氢能耗低,约2.6kwh/Nm3H2,使低电耗制氢技术达到了世界先进水平。

    中科院感光化学研究所承担了“九五”科技攻关项目“烟气中SOX制氢技术的中试研究”。该所的人工模拟光合作用分解水制氢及非常规资源制氢研究达到了世界先进水平。在光化学、生物质和电化学制氢领域,兰州化学物理所、微生物以及南开大学、天津大学等单位也进行了大量的基础研究工作。 目前,获得大量单质氢的唯一途径是依靠人工从天然气、石油、煤炭、生物质能及其它富氢有机物等中制取。氢的最大来源是水,特别是海水,根据计算9吨水可以生产出1吨氢(及8吨氧),氢气燃烧热是28900千卡/公斤,而且氢与氧的燃烧产物就是水,因而,水可以再生。由此可见,以水为原料制氢,可使氢的制取和利用实现良性循环,取之不尽,用之不竭。据估计,我国水能源理论稳定蕴藏量为7亿KW,而开发量为4亿KW,开发成功后,每年可节约大量煤炭,减排大量二氧化硫。 工业副产氢也是向燃料电池提供燃料的有效途径。据统计我国在合成氨工业中氢的年回收量可达标14’108m;在氯碱工业中有87’106 m的氢可供回收利用。此外,在冶金工业、发酵制酒厂及丁醇溶剂厂等生产过程中都有大量氢可回收。上述各类工业副产氢的可回收总量,估计可达15亿立方米以上。

    由此看来,我国氢的来源极为丰富,技术水平也有了一定的基础,水电解制氢、生物质气化制氢等制氢方法,现已形成规模。其中低价电电解水制氢方法在今后仍将是氢能规模制备的主要方法。另外,用氢代替煤和石油,不需对现有的技术装备作重大的改造,现在的内燃机稍加改装即可使用,这可以降低氢能应用成本。由此,我国发展氢能源优势可见一斑。 任何事物的发展都具有两面性。在看到优势的同时,我们也要看到它所面临的困难。大量廉价氢的生产是实现氢能利用的根本。目前,廉价的制氢技术和安全可靠的贮氢和输氢方法是两大核心问题。获取氢需要消耗大量的电能将氢和氧进行分离(制备1升液氢约需消耗电能3kwh);而直接从天然气中获取氢,需耗汽油,每公里要排放约16克二氧化碳(普通汽油车每公里排放260克二氧化碳),能耗过高。因此,欲获得大量廉价的氢能,将取决于是否能实现低能耗低成本的规模制氢方法。 虽然,在交通运输方面,美、德、法、日等汽车大国早已推出以氢作燃料的示范汽车,并进行了几十万公里的道路运行试验。其中美、德、法等国是采用氢化金属贮氢,而日本则采用液氢。试验证明,以氢作燃料的汽车在经济性、适应性和安全性三方面均有良好的前景,但目前仍存在贮氢密度小和成本高两大障碍。前者使汽车连续行驶的路程受限制,后者主要是由于液氢供应系统费用过高造成的。 “生态氢能”的关键并不是技术,而是成本。就环境保护和市场需求而言,洁净和成本是二个关键参数,光有洁净而成本过高就没有市场,很难推广。因此,要实施这一战略,就必须有目的地降低成本。每百公里所加注氢的价格与汽油价格要尽可能接近,否则该技术只能永远停留在实验室或样车阶段。当然,氢能的使用还有其他方面的问题,如作为基础设施的氢加注站。

    目前德国只有慕尼黑一个氢加注站,为此,今后10至20年要想推广这一技术,就必须加强基础设施建设,建造氢加注站网。人们希望有朝一日,加氢可以像加注汽油一样方便。 另外,据(中国环境报》6月18日报道,由于氢燃料电池释放能量后产生的仅仅是水,因此氢燃料一直被看作是发展前景绝佳的清洁能源。美国已计划投人几十亿美元的专款,将发展氢能源作为优先考虑的高等能源。但是,最近美国《科学》杂志上的一篇论文却提出异议:氢燃料的大力推广和使用,会加大对可有效防止地球遭受紫外线辐射的臭氧层的损害。文章指出,如果氢能源完全取代了矿物燃料,10--20%的氢可能会在车辆或发电站的输送管道、贮藏设备、处理设备和燃料电池中泄漏。氢分子重量轻,极易向天空扩散,大量使用氢燃料后,在使用过程中释放出氢分子与自然环境中的氢分子加在一起,数量将是原来的3倍。它们升到平流层后会被氧化形成水。这将降低平流层的温度并干扰臭氧层的化学物质,令北极与南极上空的臭氧层空洞增大,损害面积甚至将达8%。因此,随着氢能研究的深人进行,我们必须用全程评价法来看待氢能源,不能只一味地强调技术,还必须综合考虑其他因素。

上一页  [1] [2] 

文章来源:国际氢能论坛 作者:佚名

我国发展氢能源的优劣势分析 相关的文章

  • 没有相关氢\核

文章评论

只显示最新 10 条评论   查看完整内容