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氢能科普 | 一文教你认识何为氢能,氢能如何发挥作用!

发布时间:2023-04-10字体大小:

一、什么是氢能

       氢,元素周期表里的1号元素,其所包含的质子数最少,只有一个。氢原子也是所有原子中体积最小、质量最轻的一个。氢在地球上主要以化合态的形式出现,其中最主要的存在形式就是水,是宇宙中分布最广泛的物质。

       氢气的燃烧值很高。可以来对比一下天然气、汽油和氢气分别燃烧相同质量所放出来的热量:

       如果在相同的条件下,

       燃烧1克天然气,根据测定,约会放出55.81千焦的热量;

       燃烧1克汽油,会放出约48.4千焦的热量;

       燃烧1克氢气,则会放出约142.9千焦的热量。

       燃烧同等质量的氢气所放出的热量是天然气2.56倍,是普通汽油2.95倍。这些数据不难看出,氢气确实具备理想燃料的基本性能——燃烧值高!

       氢能主体上属于二次能源,关键在于其逻辑性、技术性和经济性是否有生态平衡、环境治理和应对气候变化的意义和价值。二次能源属于联系一次能源与能源用户之间的中间纽带,可以划分为两大类:一是“过程性能源”,二是“含能体能源”。无容置疑,电能是目前人类应用最广的“过程性能源”,而汽油、柴油和煤油等油品则是目前人类应用最广的“含能体能源”。

       从现实逻辑上看,由于“过程性能源”很难大量地被直接贮存,因此汽车、轮船和飞机等机动性强的现代交通运输工具就无法大量使用从发电厂输送出来的电能,只能大量地使用汽油、柴油、航空煤油和液化天然气等“含能体能源”。

       然而,传统未必一定持久,传统也未必永远符合逻辑,随着电动汽车、混合动力汽车的兴起和发展,“过程性能源”也可以替代“含能体能源”。根据逻辑推理,随着化石能源不断消耗,资源终究会枯竭,新的“含能体能源”也必然出现,其中氢能源便是其中的主要代表。

       氢在自然界储存十分丰富,据估计氢元素构成了宇宙质量的75%,它广泛存在于空气中,另外在水、矿物燃料和各类碳水化合物之中普遍存在。

       氢的燃烧性能良好,燃点高,可燃范围广泛,而且燃烧速度快,从热值和燃烧角度看,氢绝对就是一种优质和高效的能源。另外,氢气本身无毒,燃烧后除了生成水和少量氮化氢之外,不会产生对生态和环境有害的污染物,而且没有二氧化碳排放,因此氢能属于清洁能源,对于生态环境治理和减少二氧化碳排放均具有重大意义。

二、氢能的作用

       氢能源有着涵盖氢气制备、储存、运输加注、燃料电池到终端应用的庞大产业链。

       在发电方面,氢能可用于清洁发电,平衡电力需求解决用电高峰供电不足;

       在供暖方面,氢能可与天然气混合使用,是未来少数能与天然气所竞争的低碳能源之一;

       在航空领域,每年排放超过9亿吨的二氧化碳,氢能是发展低碳航空的主要途径;

       在军事领域,氢燃料电池可运用在军事领域具有静噪、可产生持续电流、能量转换高等优点,是潜艇隐身的重要条件;

       氢能源汽车,氢能源汽车具有燃烧性能好,点火快,热值高,储量丰富等优点。氢能来源广、应用多,可有效降低化石能源比重。

       提高清洁发展水平,发展氢能是构建“多能互补”能源供应体系的重要载体,实现能源转型升级的主要助力。

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