淺談氫能源與氫經濟

2.3 風力發電  

　　過去20年，由于應用高科技研制出性能日益完善的大型風力機，環境法規趨嚴，特別是減排溫室氣體的需要以及政府的激勵政策，風力發電突飛猛進。全球風電裝機容量從1990年的1.93GW增至2005年的59.25GW。

2.4 太陽能

2.4.1 光伏發電    1990 年以來, 光伏發電是發展最快的可再生能源。

2.4.2 太陽能熱利用  太陽能熱水器是太陽能熱利用市場最大、發展最快的技術。

2.5 地熱  

　　已商業開發的地熱資源是熱水型地熱。大于150℃的高溫地熱用來發電，中低溫地熱直接利用，主要用途是采暖、熱泵、洗浴療養、種植和養殖用熱、烘干等。

2.6 核能

　　核能在運行過程中基本沒有排放(核廢料除外), 能提供清潔的電能。人們對核電主要的顧慮有兩點：一是單位裝機容量資本投資較大，是常規火電的1.5～2.0倍；二是運行安全性, 包括最終核廢料的處理。

2.7 氫能

　　氫能是指可以通過某種途徑獲得的、并可以以工業規模加以利用的儲藏在氫中的能量。

　　太陽能、風能、水能、生物質能、地熱能、潮汐能、波浪能等可再生能源，具有資源豐富、使用清潔的特點。但卻具有明顯的時間性、區域性和不穩定性等缺點，使其應用價值大打折扣。由于氫能具備電能和熱能所缺乏的可儲存性，使得氫能成為最好的可再生能源的二次載體。可以將不穩定的可再生能源轉化為氫能儲存起來，便于持續穩定地使用。因而，從某種角度來說，發展氫能是發展可再生能源的先決條件。

　　三．氫能源的優點及意義

　　氫能有以下主要特點：其一，能量高。除核燃料外，氫的發熱值是目前所有燃料中最高的，是汽油的3倍。氫的高能，使氫成為推進航天器的重要燃料之一；其二，氫本身無毒，燃燒產物是水，無污染，且能循環使用；其三，氫燃燒性能好，點燃快；其四，利用形式多，可以氣態、液態或固態金屬氫化物出現，能適應貯運及各種應用環境的不同要求。因此，可以說氫能是最理想的、完美的能源。氫能作為一種高效、清潔、可持續的“無碳”能源已得到世界各國的普遍關注，被譽為21世紀的能源。發展氫經濟是人類擺脫對化石能源的依賴、保障能源安全的永久性戰略選擇。

　　四．氫能源

　　4.1氫的性質   

　　氫是自然界最多的元素, 是宇宙中含量最高的物質，約占75%。地球上氫的來源也非常廣泛，水、化石燃料和所有的生物體都含有氫，都可以用來生產用于能源用途的氫, 與石油、天然氣、煤等化石能源僅分布在世界少數地區不同, 氫的生產不受時間和地域的限制,同時, 氫能是一種二次能源，被人類利用后，還可以通過化石能源、可再生能源等再生產出來，真正成為人類取之不盡、用之不竭的可靠的可持續能源。

　　氫能是人類能夠從自然界獲取的儲量最豐富且高效的合能體能源，[3]作為能源，氫能具有無可比擬的潛在開發價值：

　　(l) 氫是自然界存在最普遍的元素, 據估計它構成了宇宙質量的75%, 除空氣中含有氫氣外, 它主要以化合物的形態貯存于水中, 而水是地球上最廣泛的物質。據推算, 如把海水中的氫全部提取出來, 它所產生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍。

　　(2) 除核燃料外, 氫的發熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的, 達142,351kJ/kg, 每千克氫燃燒后的熱量, 約為汽油的3倍, 酒精的3.9倍, 焦炭的4.5倍。

　　(3) 所有元素中, 氫重量最輕。在標準狀態下, 它的密度為0.0899g/L， 氫可以以氣態、液態或固態的金屬氫化物出現, 能適應貯運及各種應用環境的不同要求。

　　(4) 氫燃燒性能好, 點燃快, 與空氣混合時有廣泛的可燃范圍, 而且燃點高, 燃燒速度快。

　　(5) 氫本身無毒, 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生一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環境有害的污染物質, 少量的氮化氫經過適當處理也不會污染環境, 而且燃燒生成的水還可繼續制氫, 反復循環使用。

　　(6) 氫能利用形式多, 既可以通過燃燒產生熱能, 在熱力發動機中產生機械功, 又可以作為能源材料用于燃料電池, 或轉換成固態氫用作結構材料。用氫代替煤和石油,不需對現有的技術裝備作重大的改造, 現在的內燃機稍加改裝即可使用。

　　(7) 所有氣體中, 氫氣的導熱性最好, 比大多數氣體的導熱系數高出10倍, 因此在能源工業中氫是極好的傳熱載體。

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