一、什么是氫能
氫,元素周期表里的1號元素,其所包含的質子數最少,只有一個。氫原子也是所有原子中體積最小、質量最輕的一個。氫在地球上主要以化合態(tài)的形式出現,其中最主要的存在形式就是水,是宇宙中分布最廣泛的物質。
氫氣的燃燒值很高??梢詠韺Ρ纫幌绿烊粴狻⑵秃蜌錃夥謩e燃燒相同質量所放出來的熱量:
如果在相同的條件下,
燃燒1克天然氣,根據測定,約會放出55.81千焦的熱量;
燃燒1克汽油,會放出約48.4千焦的熱量;
燃燒1克氫氣,則會放出約142.9千焦的熱量。
燃燒同等質量的氫氣所放出的熱量是天然氣2.56倍,是普通汽油2.95倍。這些數據不難看出,氫氣確實具備理想燃料的基本性能——燃燒值高!
氫能主體上屬于二次能源,關鍵在于其邏輯性、技術性和經濟性是否有生態(tài)平衡、環(huán)境治理和應對氣候變化的意義和價值。二次能源屬于聯系一次能源與能源用戶之間的中間紐帶,可以劃分為兩大類:一是“過程性能源”,二是“含能體能源”。無容置疑,電能是目前人類應用最廣的“過程性能源”,而汽油、柴油和煤油等油品則是目前人類應用最廣的“含能體能源”。
從現實邏輯上看,由于“過程性能源”很難大量地被直接貯存,因此汽車、輪船和飛機等機動性強的現代交通運輸工具就無法大量使用從發(fā)電廠輸送出來的電能,只能大量地使用汽油、柴油、航空煤油和液化天然氣等“含能體能源”。
然而,傳統(tǒng)未必一定持久,傳統(tǒng)也未必永遠符合邏輯,隨著電動汽車、混合動力汽車的興起和發(fā)展,“過程性能源”也可以替代“含能體能源”。根據邏輯推理,隨著化石能源不斷消耗,資源終究會枯竭,新的“含能體能源”也必然出現,其中氫能源便是其中的主要代表。
氫在自然界儲存十分豐富,據估計氫元素構成了宇宙質量的75%,它廣泛存在于空氣中,另外在水、礦物燃料和各類碳水化合物之中普遍存在。
氫的燃燒性能良好,燃點高,可燃范圍廣泛,而且燃燒速度快,從熱值和燃燒角度看,氫絕對就是一種優(yōu)質和高效的能源。另外,氫氣本身無毒,燃燒后除了生成水和少量氮化氫之外,不會產生對生態(tài)和環(huán)境有害的污染物,而且沒有二氧化碳排放,因此氫能屬于清潔能源,對于生態(tài)環(huán)境治理和減少二氧化碳排放均具有重大意義。
二、氫能的作用
氫能源有著涵蓋氫氣制備、儲存、運輸加注、燃料電池到終端應用的龐大產業(yè)鏈。
在發(fā)電方面,氫能可用于清潔發(fā)電,平衡電力需求解決用電高峰供電不足;
在供暖方面,氫能可與天然氣混合使用,是未來少數能與天然氣所競爭的低碳能源之一;
在航空領域,每年排放超過9億噸的二氧化碳,氫能是發(fā)展低碳航空的主要途徑;
在軍事領域,氫燃料電池可運用在軍事領域具有靜噪、可產生持續(xù)電流、能量轉換高等優(yōu)點,是潛艇隱身的重要條件;
氫能源汽車,氫能源汽車具有燃燒性能好,點火快,熱值高,儲量豐富等優(yōu)點。氫能來源廣、應用多,可有效降低化石能源比重。
提高清潔發(fā)展水平,發(fā)展氫能是構建“多能互補”能源供應體系的重要載體,實現能源轉型升級的主要助力。
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