首頁 > 專家說

大家知道氫能的儲(chǔ)存的方法嗎?是如何發(fā)展的

來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-17 11:17:15
熱度:

大家知道氫能的儲(chǔ)存的方法嗎?是如何發(fā)展的【專家解說】:氫能被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗祟悓?duì)氫能應(yīng)用自200年前就產(chǎn)生了興趣,到20世紀(jì)70年代以來,世界上許多國(guó)家和地區(qū)

【專家解說】:氫能被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?,人類?duì)氫能應(yīng)用自200年前就產(chǎn)生了興趣,到20世紀(jì)70年代以來,世界上許多國(guó)家和地區(qū)就廣泛開展了氫能研究。 早在1970年,美國(guó)通用汽車公司的技術(shù)研究中心就提出了“氫經(jīng)濟(jì)”(Hydrogen Economics)的概念。1976年美國(guó)斯坦福研究院就開展了氫經(jīng)濟(jì)的可行性研究。20世紀(jì)90年代中期以來多種因素的匯合增加了氫能經(jīng)濟(jì)的吸引力。這些因素包括:持久的城市空氣污染、對(duì)較低或零廢氣排放的交通工具的需求、減少對(duì)外國(guó)石油進(jìn)口的需要、CO2排放和全球氣候變化、儲(chǔ)存可再生電能供應(yīng)的需求等。氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續(xù)的新能源,被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗侨祟惖膽?zhàn)略能源發(fā)展方向。世界各國(guó)如冰島、中國(guó)、德國(guó)、日本和美國(guó)等不同的國(guó)家之間在氫能交通工具的商業(yè)化的方面已經(jīng)出現(xiàn)了激烈的競(jìng)爭(zhēng)。雖然其它利用形式是可能的(例如取暖、烹飪、發(fā)電、航行器、機(jī)車),但氫能在小汽車、卡車、公共汽車、出租車、摩托車和商業(yè)船上的應(yīng)用已經(jīng)成為焦點(diǎn)。由于氫能利用過程中CO2的零排放這一優(yōu)勢(shì),其能源供給及轉(zhuǎn)換技術(shù)已被認(rèn)真加以評(píng)估。氫能能夠通過從化石燃料或生物物質(zhì)(包括城市廢物等)中獲取氫原子而得到,或者通過用化石發(fā)電,無碳能源電解水得到。后種方式通常花費(fèi)更為昂貴并且產(chǎn)品利用率僅能達(dá)到4%。雖然如此,這種基于混合資源的電解氫會(huì)增加CO2的排放,因?yàn)榇朔N方法通常增加了低效、碳基能源產(chǎn)品的產(chǎn)量。在近幾年內(nèi),除了在斯堪的納維亞(半島)、巴西和加拿大這些地區(qū)有價(jià)格低廉而又豐富的水力電能,從天然氣、甲醇、重油或MSW中獲取氫的成本是最低的。早期在島嶼應(yīng)用的有冰島、夏威夷島、瓦努阿圖、大西洋群島,氫能的應(yīng)用具有特別的吸引力,然而即使包括CO2的回收和封存的成本,在大型市場(chǎng)當(dāng)中從化石燃料中提取氫產(chǎn)品的成本仍然比電解氫的成本低。 隨著國(guó)際氣候變化和對(duì)石油進(jìn)口依賴程度的不斷加深,導(dǎo)致人們對(duì)氫能市場(chǎng)生存能力發(fā)展的普遍興趣。雖然日本是世界上第一個(gè)以審慎的態(tài)度為世界能源網(wǎng)絡(luò)工程投入2億美元開展氫能研究的國(guó)家(研究計(jì)劃年限為1993~2002年),在其之后,又興起了大量尋求構(gòu)建氫經(jīng)濟(jì)的國(guó)家。從歷史的角度上說,能源觀念的轉(zhuǎn)變需要花費(fèi)幾十年才能實(shí)現(xiàn),一定范圍內(nèi)政府、跨國(guó)公司和個(gè)人企業(yè)對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)將是加速能源轉(zhuǎn)換的必要因素。已有的一些有關(guān)氫能研發(fā)順序的問題也會(huì)影響氫能經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向。舉例來說,氫生產(chǎn)集中與分散,研究、發(fā)展和氫能汽車的營(yíng)銷,燃料電池技術(shù)的發(fā)展與內(nèi)燃機(jī),基礎(chǔ)設(shè)施的改進(jìn)包括燃料運(yùn)輸和建立燃料供應(yīng)站等等,氫能商業(yè)化和市場(chǎng)滲透往往依賴于這些因素相互間錯(cuò)綜復(fù)雜的影響,也影響它的成本、效率、能量存儲(chǔ)密度和交通工具的成本、性能和安全性,而且在一個(gè)地區(qū)氫能和燃料電池發(fā)展突破將不可避免地影響其他地區(qū)全球性的經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃。 國(guó)際能源機(jī)構(gòu)(IEA)自1977年發(fā)起建立氫能源協(xié)定以來,就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到氫經(jīng)濟(jì)的潛在價(jià)值。而且該組織也認(rèn)識(shí)到氫能源的技術(shù)潛力有助于提供一種穩(wěn)定的,持續(xù)的能源供應(yīng),并能減少二氧化碳的排放。因此,最近的計(jì)劃主要是對(duì)成員國(guó)間合作研究的支持,支持的主要研究方向包括:氫能產(chǎn)品的成本效益、氫能產(chǎn)品的運(yùn)輸,氫能產(chǎn)品的分配,氫能產(chǎn)品的后期利用和基于可更新能源的儲(chǔ)存。目前,國(guó)際能源機(jī)構(gòu)氫能源研究重點(diǎn)是:光電電池電解,風(fēng)和生物能資源,金屬氫化物和碳納米結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存方式以及一體化模型工具研究。這些研究和推廣計(jì)劃已經(jīng)在德國(guó),意大利,瑞士,西班牙,美國(guó),加拿大得到了相應(yīng)的支持。然而,這些研發(fā)不可能在短期內(nèi)對(duì)氫能源系統(tǒng)商業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。 趨向于效益成本氫能技術(shù)商業(yè)性發(fā)展的下一步可能會(huì)由國(guó)際氫能經(jīng)濟(jì)合作組織(IPHE)來促進(jìn)。該組織由美國(guó)能源部主持,于2003年11月18~21日在華盛頓區(qū)的一次會(huì)議上建立,參與者與成員國(guó)包括澳大利亞,巴西,加拿大,中國(guó),歐洲委員會(huì),法國(guó),德國(guó),冰島,印度,意大利,日本,韓國(guó),挪威,俄羅斯,英國(guó)和美國(guó),最初的秘書處設(shè)在美國(guó)能源部(DOE)。該組織將會(huì)與國(guó)際能源機(jī)構(gòu)合作開展相關(guān)活動(dòng),但它主要是為組織和實(shí)施研發(fā)合作及其活動(dòng)提供一種協(xié)調(diào)機(jī)制。它寄希望于在2020年前,為參加國(guó)的消費(fèi)者提供一種實(shí)用性的選擇:到2020年消費(fèi)者能夠購買到一輛既有競(jìng)爭(zhēng)價(jià)格、又安全方便的進(jìn)行燃料補(bǔ)給的氫能動(dòng)力汽車。來自Shell Hydrogen的一位代表估計(jì),到2020年投資200億美元僅能支持歐洲2%氫能動(dòng)力汽車所需。 IPHE組織的工作將會(huì)反映到成員國(guó)有關(guān)能源供應(yīng)的政策。這樣,IPHE最初的有關(guān)氫能源類型的設(shè)想是一個(gè)由化石燃料、核能和可再生能源組成的混合體,這一設(shè)想也就反映了早期討論過的國(guó)家能源混合形式及其相關(guān)政策。美國(guó)的政策就曾受到一家新的綠色氫能聯(lián)盟的批評(píng),這個(gè)聯(lián)盟由環(huán)保集團(tuán)和其他一些非盈利組織組成。但到目前為止,只有冰島和巴西有一個(gè)針對(duì)可再生能源的具體路線。其他大多數(shù)成員國(guó)則認(rèn)為有關(guān)技術(shù)選擇和能源應(yīng)該保持開放。 概述與結(jié)論 盡管氫能源的發(fā)展得到了全世界廣泛的關(guān)注,但是只有兩家汽車公司和兩家主要的政治機(jī)構(gòu)為氫能、燃料電池或汽車產(chǎn)品生產(chǎn)制定了特定的目標(biāo)和時(shí)間表。DaimberChrylse公司宣布了將在2010年之前生產(chǎn)10萬輛氫能燃料電池汽車的計(jì)劃,而GM公司則聲稱將生產(chǎn)這個(gè)數(shù)量的10倍。然而,這兩家汽車制造商對(duì)他們最初的宣稱感到懊悔,因?yàn)槭聦?shí)上沒有實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的機(jī)會(huì)。其他汽車制造商似乎也有類似的目標(biāo)轉(zhuǎn)移。有4.54億混合人口的歐聯(lián)盟有計(jì)劃要引進(jìn)這些汽車,要使它們的整個(gè)"路上艦隊(duì)"到2030年能達(dá)到15%,到2040年則會(huì)在此數(shù)額上至少再翻一番,然而這個(gè)數(shù)額還不是所提的目標(biāo)。 在氫能和燃料電池被大規(guī)模應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車輛之前,巴西以及東亞等地區(qū)將是一個(gè)該類型機(jī)動(dòng)車輛被應(yīng)用的重要市場(chǎng)范例。即便如此,2030年之前是否將會(huì)有對(duì)氫能汽車的大量需求還值得懷疑,除非GM公司或者另外的汽車制造商在設(shè)法出售這種汽車方面取得巨大成功。特定目標(biāo)和時(shí)間表的缺乏是北美的一個(gè)問題。 現(xiàn)在主要的關(guān)注點(diǎn)是氫能發(fā)展的潛在的可持續(xù)性,在接下來的幾十年中,大多數(shù)計(jì)劃都提出產(chǎn)品要以如天然氣或煤炭等相對(duì)便宜的能源為基礎(chǔ)。這樣,即使碳隔離技術(shù)是可行的,從化石燃料中提取氫能也不能夠長(zhǎng)期進(jìn)行。只有巴西和冰島設(shè)想到2030年前,提高從可再生能源中獲取氫能的百分比,盡管這些特殊的計(jì)劃都是模糊不清的。在其它地方,主要的正在形成的氫能可再生能源需求市場(chǎng)將起到十分重要的作用,而且對(duì)化石燃料的限制也很有作用。這樣,世界在迎來一個(gè)真正出現(xiàn)并可持續(xù)的氫能革命之前還需要行進(jìn)很長(zhǎng)的一段路程。 資料: http://xyli621.blog.163.com/blog/static/233717820070119136934/