新能源氢燃料是什么燃料?

什么是新能源氢燃料?

当今世界开发新能源迫在眉睫,原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤,均属不可再生资源,地球上存量有限,而人类生存又时刻离不开能源,所以必须寻找新的能源。

新能源氢燃料是什么燃料?
新能源氢燃料是什么燃料?

氢作为能源有许多优越性。水通过光分解可制得氢,水是取之不尽,用之不竭的原料,又十分低廉,地球的表面有 是水,储量很大。氢燃料燃烧后又生成水,是一种燃烧无害、十分清洁的能源。氢在储存、输送上比电力损失小,而且氢燃烧热值高,1kg氢燃烧产生的热量相当于3kg汽油或4.5 kg焦炭的发热量。但是在实际的应用中氢的存储与运输,以及利用太阳能分解水制取氢,一直是制约氢能发展的问题。

新能源氢燃料的特点

  1. 重量轻:标准状态下,密度为 0.0899g/L,-252.7℃时,可成为液体,若将压力增大到数百个大气压,液氢可变为金属氢;
  2. 导热性好:比大多数气体的导热系数高出10倍;
  3. 储量丰富:据估计它构成了宇宙质量的75%,它主要以化合物的形态贮存于水中,而水是地球上广泛的物质。据推算,如把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍;
  4. 回收利用:利用氢能源的汽车排出的废物只是水,所以可以再次分解氢,再次回收利用;
  5. 理想的发热值:除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中较高的,为142351 kJ/kg,是汽油发热值的3倍;
  6. 燃烧性能好:点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快;
  7. 环保:与其他燃料相比氢燃烧时清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,少量的氨气经过适当处理也不会污染环境,氢取代化石燃料能大限度地减弱温室效应;
  8. 利用形式多:既可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械功,又可以作为能源材料用于燃料电池,或转换成固态氢用作结构材料;
  9. 多种形态:以气态、液态或固态的金属氢化物出现,能适应贮运及各种应用环境的不同要求;
  10. 耗损少:可以取消远距离高压输电,代以远近距离管道输氢,安全性相对提高,能源无效损耗减小;
  11. 利用率高:氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患,利用率高;
  12. 运输方便:氢可以减轻燃料自重,可以增加运载工具有效载荷,这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益优于其他能源。

新能源氢燃料的发展

截止至2018年,全球氢气总产量达到了6500万吨,48%的氢气应用于石油炼化、43%的氢气应用于氨生产。其中中国氢气产量约2100万吨,占全球总产量的比例超过30%,凸显我国产氢大国的地位,为我国开发利用新能源、加快迈入氢能经济时代创造了有利条件。预计2030年中国氢气需求量将达到3500万吨,2050年将达到6000万吨,产业链年产值约12万亿元。

从氢能源结构方面来看,目前全球平均氢气有48%来源于天然气、30%来自于副产氢、仅18%来源于煤炭。其中日本氢能来源结构十分清洁,由于日本资源短缺问题,其一直致力于打造一条全球无碳化氢供应链,主要依靠基于”可再生能源”发电,利用水电解生产的氢燃料,电解水制氢占比达到了63%。而中国的氢能源结构仍以煤炭为主,煤制氢占比62%,天然气制氢占19%,而电解水制氢仅占1%,氢源结构需要优化。

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