氫能的重點(diǎn)發(fā)展方向有哪些?
- 教育綜合
- 2022-06-14 12:58:45
氫能源的發(fā)展前景
發(fā)展前景:作為一種來源廣泛、清潔低碳、應(yīng)用場景豐富的二次能源,氫能有利于推動傳統(tǒng)化石能源清潔高效利用和支撐可再生能源大規(guī)模發(fā)展。近年來,氫能及氫燃料電池產(chǎn)業(yè)逐步成為全球能源技術(shù)革命和未來能源綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要方向。
【拓展資料】
特點(diǎn):
氫能是公認(rèn)的清潔能源,作為低碳和零碳能源正在脫穎而出。21世紀(jì),我國和美國、日本、加拿大、歐盟等都制定了氫能發(fā)展規(guī)劃,并且我國已在氫能領(lǐng)域取得了多方面的進(jìn)展,在不久的將來有望成為氫能技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)先的國家之一,也被國際公認(rèn)為最有可能率先實(shí)現(xiàn)氫燃料電池和氫能汽車產(chǎn)業(yè)化的國家。
當(dāng)今世界開發(fā)新能源迫在眉睫,原因是所用的能源如石油、天然氣、煤,石油氣均屬不可再生資源,地球上存量有限,而人類生存又時刻離不開能源,所以必須尋找新的能源。隨著化石燃料耗量的日益增加,其儲量日益減少,終有一天這些資源、能源將要枯竭,這就迫切需要尋找一種不依賴化石燃料的儲量豐富的新的含能體能源。氫正是這樣的二次能源。氫位于元素周期表之首,原子序數(shù)為1,常溫常壓下為氣態(tài),超低溫高壓下為液態(tài)。作為一種理想的新的含能體能源,它具有以下特點(diǎn):
1.重量最輕:標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,密度為0.0899g/L,-252.7℃時,可成為液體,若將壓力增大到數(shù)百個大氣壓,液氫可變?yōu)榻饘贇洹?br>3.導(dǎo)熱性最好:比大多數(shù)氣體的導(dǎo)熱系數(shù)高出10倍。
4.儲量豐富:據(jù)估計它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%,它主要以化合物的形態(tài)貯存于水中,而水是地球上最廣泛的物質(zhì)。據(jù)推算,如把海水中的氫全部提取出來,它所產(chǎn)生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍。
5.回收利用:利用氫能源的汽車排出的廢物只是水,所以可以再次分解氫,再次回收利用。
6.理想的發(fā)熱值:除核燃料外氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,為142351kJ/kg,是汽油發(fā)熱值的3倍。
7.燃燒性能好:點(diǎn)燃快,與空氣混合時有廣泛的可燃范圍,而且燃點(diǎn)高,燃燒速度快。
8.環(huán)保:與其他燃料相比氫燃燒時最清潔,除生成水和少量氮化氫外不會產(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔?、鉛化物和粉塵顆粒等對環(huán)境有害的污染物質(zhì),少量的氨氣經(jīng)過適當(dāng)處理也不會污染環(huán)境,氫取代化石燃料能最大限度地減弱溫室效應(yīng)。
9.利用形式多:既可以通過燃燒產(chǎn)生熱能,在熱力發(fā)動機(jī)中產(chǎn)生機(jī)械功,又可以作為能源材料用于燃料電池,或轉(zhuǎn)換成固態(tài)氫用作結(jié)構(gòu)材料。
10.多種形態(tài):以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的金屬氫化物出現(xiàn),能適應(yīng)貯運(yùn)及各種應(yīng)用環(huán)境的不同要求。
11.耗損少:可以取消遠(yuǎn)距離高壓輸電,代以遠(yuǎn)近距離管道輸氫,安全性相對提高,能源無效損耗減小。
12.利用率高:氫取消了內(nèi)燃機(jī)噪聲源和能源污染隱患,利用率高。
13.運(yùn)輸方便:氫可以減輕燃料自重,可以增加運(yùn)載工具有效載荷,這樣可以降低運(yùn)輸成本從全程效益考慮社會總效益優(yōu)于其他能源。
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)印發(fā) 明確能源屬性
易車訊3月23日,國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā) 《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》,《規(guī)劃》明確了氫的能源屬性,是未來國家能源體系的組成部分,充分發(fā)揮氫能清潔低碳特點(diǎn),推動交通、工業(yè)等用能終端和高耗能、高排放行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。同時,明確氫能是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)方向,是構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系、打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新增長點(diǎn)。
《規(guī)劃》提出了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展各階段目標(biāo):到2025年,基本掌握核心技術(shù)和制造工藝,燃料電池車輛保有量約5萬輛,部署建設(shè)一批加氫站,可再生能源制氫量達(dá)到10-20萬噸/年,實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排100-200萬噸/年。到2030年,形成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應(yīng)體系,有力支撐碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。到2035年,形成氫能多元應(yīng)用生態(tài),可再生能源制氫在終端能源消費(fèi)中的比例明顯提升。
《規(guī)劃》部署了推動氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措:一是系統(tǒng)構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系。聚焦重點(diǎn)領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié),著力打造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新支撐平臺,持續(xù)提升核心技術(shù)能力,推動專業(yè)人才隊伍建設(shè)。二是統(tǒng)籌建設(shè)氫能基礎(chǔ)設(shè)施。因地制宜布局制氫設(shè)施,穩(wěn)步構(gòu)建儲運(yùn)體系和加氫網(wǎng)絡(luò)。三是有序推進(jìn)氫能多元化應(yīng)用,包括交通、工業(yè)等領(lǐng)域,探索形成商業(yè)化發(fā)展路徑。四是建立健全氫能政策和制度保障體系,完善氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)全鏈條安全監(jiān)管。
氫能源有哪些用途?
氫能源是一種二次能源,它是通過一定的技術(shù)利用其它能源而制取的,不像煤、石油和天然氣等可以直接從地下開采、幾乎完全依靠化石燃料。但是由于目前所用的煤、石油、天然氣等能源屬于不可再生能源,地球的存量是有限的,而人類又時刻離不開能源,隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,石化燃料的耗量也隨之日益增加,促使其儲量也日益減少,終有一天這些資源就會枯竭,因此開發(fā)更多的新能源已迫在眉睫,人們迫切需要尋找一種不依賴化石燃料、儲量豐富的新型含能體能源。
如何利用太陽能生成“氫”,是世界各國都想知道的答案??茖W(xué)家們指出,發(fā)展氫能源,將為建立一個美好、環(huán)保的新世界邁出重要一步。
在大自然中,氫的分布非常廣泛。其中水中含有11%的氫,可謂是氫的大“倉庫”。氫的主體是以化合物水的形式存在的,而地球表面約有70%的水,儲水量很大,因此可以說,氫是“取之不盡、用之不竭”的能源。如果能用合適的方法把氫從水中制取出來,那么氫也將是一種價格相當(dāng)?shù)土哪茉?,會被人們廣泛利用。
經(jīng)試驗表明,在燃燒同等重量的煤、汽油和氫氣的情況下,從產(chǎn)生的能量上看氫氣產(chǎn)生的能量最多,而且它燃燒之后的產(chǎn)物只有水,不會產(chǎn)生灰渣和廢氣,不會污染環(huán)境;而煤和石油燃燒會生成二氧化碳和二氧化硫,它們會分別產(chǎn)生溫室效應(yīng)和酸雨。地球上煤和石油的儲量是有限的,而氫主要存在于水中,燃燒后剩下的唯一產(chǎn)物也是水,還可以源源不斷地產(chǎn)生氫氣,永遠(yuǎn)都不會用完,因此,在眾多的新能源中,氫能是21世紀(jì)最理想的能源。
氫是一種無色無味的氣體,每一克氫燃燒后能釋放出142千焦?fàn)柕臒崃浚且豢似桶l(fā)熱量的3倍。氫的重量非常輕,它比天然氣、汽油、煤油的重量都輕,因而其攜帶和運(yùn)送都很方便,也是用于航天、航空等高速飛行交通工具最合適的燃料。氫在氧氣里可以燃燒,其火焰的溫度可高達(dá)2500℃,因而人們也常用氫氣焊接或者切割鋼鐵等材料。
氫的用途很廣泛,適用性也很強(qiáng)。它不僅可以用作燃料,而且金屬氫化物還具有化學(xué)能、機(jī)械能和熱能相互轉(zhuǎn)換的功能。氫作為氣體燃料,首先被應(yīng)用在了汽車上。世界一些國家很早就制造出了以液態(tài)氫為燃料的汽車。用氫作為汽車燃料,不僅環(huán)保,在低溫下可以很容易就能發(fā)動,而且對發(fā)動機(jī)的腐蝕也很小,可以延長發(fā)動機(jī)的使用壽命。由于氫氣與空氣可以均勻的混合,完全可以省去一般汽車上所用的汽化器裝置,從而使現(xiàn)有的汽車構(gòu)造更加簡單、節(jié)約原材料。此外更令人驚訝的是,只要在汽油中加入4%的氫氣,用它作為汽車發(fā)動機(jī)的燃料,就可以節(jié)油40%,降低了汽車的耗油量,而且還不需要對汽油發(fā)動機(jī)作很大的改進(jìn)。
另外,使用氫燃料的電池還可以把氫能直接轉(zhuǎn)化成電能,從而使人們能更方便的使用氫能。迄今為止,這種燃料電池已經(jīng)被使用在了宇宙飛船和潛水艇上,其效果很不錯。但是,由于其成本較高,短時間內(nèi)還難以被普遍使用。
氫氣在一定的溫度和壓力下很容易轉(zhuǎn)變成液體,因而用鐵罐車、輪船運(yùn)輸或者公路拖車運(yùn)輸都很方便。液態(tài)的氫既可用作汽車、火車、飛機(jī)等交通工具的燃料,也可用作火箭、導(dǎo)彈等航空工具的燃料。
現(xiàn)在世界上使用的氫絕大部分是從石油、煤炭和天然氣中制取的,這就對本來就很緊缺的礦物燃料造成的進(jìn)一步的威脅,影響了人們生產(chǎn)的長遠(yuǎn)利益;而少量的氫是通過電解水的方法制取的,但因此消耗了很多的電能,從經(jīng)濟(jì)利益上看很不劃算,那么人們通過什么辦法才能制取大量的、廉價的氫能呢?
隨著人們對太陽能的研究和利用的不斷發(fā)展,人們已開始準(zhǔn)備利用陽光來分解水來制取氫氣。根據(jù)科學(xué)家的研究,除了從水中制取氫以外,還可以利用微生物產(chǎn)生氫氣。
時至今日,氫能源的制取和利用已經(jīng)成為了新能源的發(fā)展趨勢,氫能源不僅能人們帶來取之不盡用之不竭的能量,還可以使人們的環(huán)境更環(huán)保,因此,我們要不斷努力,探求更多更好的方法來攝取和利用氫能源。
長城旗下未勢能源解讀中國氫能產(chǎn)業(yè) 五大趨勢助氫能社會發(fā)展
易車訊 日前,“第二屆世界氫能峰會”成功舉辦。未勢能源作為中國氫能行業(yè)的唯一發(fā)表演講企業(yè),代表中國氫能行業(yè)向世界分享中國氫能發(fā)展進(jìn)程,并以國際視角解讀中國FCEV市場趨勢和在產(chǎn)業(yè)政策、創(chuàng)新模式方面的發(fā)展路徑。
面向全球 推介中國氫能產(chǎn)業(yè)政策
中國燃料電池汽車政策體系解讀未勢能源在峰會上,面向全球解讀中國燃料電池示范試點(diǎn)城市群財政獎勵政策。中國版燃料電池汽車政策經(jīng)過十年的演進(jìn)和發(fā)展,形成了一套科學(xué)、系統(tǒng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)莫剟?、?shí)施和評估體系,為全球新能源汽車政策與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了中國經(jīng)驗。未勢能源深刻理解行業(yè)、政策、技術(shù)與市場的發(fā)展規(guī)律,形成財政支持政策獎勵解讀的系統(tǒng)性文件,幫助全球企業(yè)解讀中國政策、了解中國市場,并謀求市場與技術(shù)的戰(zhàn)略合作。
五大趨勢推動“氫能社會”加速到來
在長城的遠(yuǎn)景構(gòu)想中,發(fā)展“氫能社會”,是全球?qū)崿F(xiàn)新能源革命、構(gòu)建碳中和社會的必然選擇。長城目前形成了以汽車業(yè)務(wù)為核心,布局鈣鈦礦光伏發(fā)電、鋰電和氫能。其中,未勢能源著力打造綠色多能聯(lián)供場景,以零碳排放為全球碳減排做貢獻(xiàn)。目前,業(yè)內(nèi)五大趨勢,令“氫能社會”的構(gòu)想加速走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
一是行業(yè)發(fā)展熱情高漲,資本市場出現(xiàn)大量融資。根據(jù)國際氫能委員會的統(tǒng)計,全球規(guī)劃和已決策的,較成熟的涉“氫”投資額將近800億美元。各類資本、上市公司都快速介入燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)。目前,未勢能源已經(jīng)是全球資本市場的熱門標(biāo)的企業(yè),多家投資者正在洽談。
二是優(yōu)質(zhì)市場訂單提前鎖定。產(chǎn)業(yè)開始呈現(xiàn)集群式發(fā)展。地方政府積極發(fā)展氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)。未勢能源在中國燃料電池汽車示范城市群申報中大獲全勝,全面滲透京滬等四大城市群(占整個城市群數(shù)量的80%),基本掌握了大規(guī)模和優(yōu)質(zhì)的市場訂單基礎(chǔ)。
三是國際化人才天團(tuán)初步形成。大批高層次人才回國發(fā)展。美國、加拿大、德國、日本等十國外籍專家開始在中國投入到產(chǎn)業(yè)發(fā)展中,長城氫能業(yè)務(wù)板塊更是集聚了全球技術(shù)前沿的專家天團(tuán)。
四是目標(biāo)遠(yuǎn)大,技術(shù)前瞻。未勢能源在示范試點(diǎn)城市群中,加強(qiáng)商業(yè)模式創(chuàng)新,通過示范城市獎勵、技術(shù)研發(fā)支持等措施,帶動優(yōu)質(zhì)氫能企業(yè)、燃料電池企業(yè)、整車企業(yè)等產(chǎn)業(yè)主體強(qiáng)化技術(shù)研發(fā),不斷提升技術(shù)水平及產(chǎn)品質(zhì)量。引導(dǎo)質(zhì)子交換膜、膜電極、燃料電池堆及制氫、儲氫、加氫裝備等骨干企業(yè),合作研發(fā),培育健全產(chǎn)業(yè)鏈。
五是注重基于場景的商業(yè)模式創(chuàng)新。在歐洲,我們與知名乘用車企業(yè)持續(xù)開展技術(shù)交流合作,包括F1方程式賽車和高端乘用車;在中國,服務(wù)國家發(fā)展戰(zhàn)略的重型商用車標(biāo)桿示范項目已進(jìn)入實(shí)施階段。
未勢能源掌握燃料電池系統(tǒng)技術(shù)未勢能源將加大自主研發(fā)與資本投入,開展突破燃料電池零部件關(guān)鍵技術(shù)、降低關(guān)鍵材料成本、促進(jìn)燃料電池及其關(guān)鍵零部件的產(chǎn)業(yè)化。
整合全球優(yōu)勢資源 未勢能源躋身國際先進(jìn)水平
會上,“國際合作”成為高度聚焦話題,以開放姿態(tài)做好國際協(xié)同發(fā)展,成為各國與會專家的共識。
未勢能源發(fā)展歷程目前,未勢能源已布局全球建立上海、保定、加拿大、日本、德國研發(fā)中心,匯聚世界優(yōu)質(zhì)人才資源,組建起一支文化多元、技術(shù)領(lǐng)先的國際化研發(fā)團(tuán)隊,將重點(diǎn)聚焦氫能與燃料電池關(guān)鍵部件領(lǐng)域,開展核心技術(shù)攻關(guān)。
同時,將聯(lián)合歐洲本土團(tuán)隊積極開拓歐洲及沿線國際市場,進(jìn)而逐步輻射全球,推動能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),構(gòu)建智慧交通和綠色能源融合發(fā)展新格局。
此次峰會匯集了來自全世界氫能與燃料電池技術(shù)開發(fā)者、燃料電池汽車制造商、燃料電池應(yīng)用領(lǐng)域投資者和能源部門、政府政策的制定者,旨在通過從全球化視角探討氫能產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢,構(gòu)建新型“跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨領(lǐng)域”合作關(guān)系,推動全球交流氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展。未勢能源的精彩講解,吸引了與會的世界各地多家知名車企和燃料電池集成商的互動交流,有望進(jìn)一步拓寬海外合作空間。
氫能利用形式都有什么?
氫能利用形式有以下幾種:
一、交通
近年來,我國政府給予了大量補(bǔ)貼和優(yōu)惠政策,鼓勵燃料電池車的發(fā)展。目前國內(nèi)商用燃料電池車保有量達(dá)2000~3000輛,其中有1000輛在運(yùn)行。由全球環(huán)境基金(GEF)、聯(lián)合國開發(fā)計劃署(UNDF)和我國科技部(MOST)支持的“中國燃料電池公共汽車商業(yè)化示范項目”自2003年起已陸續(xù)開展三期。全國已有十幾個城市開通了燃料電池公共汽車示范線。
二、發(fā)電
可再生能源發(fā)電目前在我國所有電力供應(yīng)中占比雖不大,但隨著人們對環(huán)保的重視以及可再生能源技術(shù)的成熟,越來越多的可再生能源電力即將投用。然而,可再生能源電力供應(yīng)的一大弊端是不穩(wěn)定,需要配備電廠,目前以煤電作為補(bǔ)充較為普遍。未來煤電比例將會越來越低,以氫能燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電來彌補(bǔ)可再生能源發(fā)電將成為一種解決方案。
三、建筑的熱電聯(lián)供
建筑供熱是氫能利用的重要方向,未來建筑供熱用氫占比將大于發(fā)電用氫。
四、高質(zhì)量的熱源
主要用于藍(lán)寶石、單晶硅、特種鋼等的生產(chǎn)。
五、基本化工原料
除了傳統(tǒng)用途,如制造合成氨、石油加氫精制之外,一些新的利用方向值得關(guān)注。例如,在減排CO2方面,可以利用現(xiàn)場生成的CO2,以及富CO2氣體,和氫氣反應(yīng)生成甲醇并進(jìn)一步向化學(xué)鏈下游發(fā)展。