清洁能源 氢能 课件

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1、氢能1清洁能源主要内容前言氢能发展史氢的制取氢的储存与输运氢的应用氢的安全性2让我们带着以下问题走进氢能的世界氢能氢能的利用现状氢能的一般特性氢能的储存与运输氢能的生产什么是氢能氢能的限制前言二次能源联系一次能源和用户的中间纽带，可分为“含能体能源”和“过程性能源”，目前电能是当前应用最广的“过程性能源”。4中国能源一次能源需求中国2005年的一次能源需求总量（其它指交通运输、农业、服务业及未指明的行业）前言氢能，新的含能体能源由于目前“过程性能源”尚不能大量地直接储存，因此汽车等交通工具只能采用汽油、柴油这一类“含能体能源”。随着常规能源危机的

2、出现，在开发新的一次能源(如可燃冰)的同时，人们将目光也投向寻求新的“含能体能源”，氢能正是一种值得期待的新型二次能源。已有资料表明，如车用燃料使用20%H2+80%CH4，尾气中COx(CO与CO2)可降低20%、NOx可降低40%。6为什么氢是永恒的能源？氢的资源丰富存在形式氢的来源丰富制取方法氢是最环保的能源利用低温燃料电池，由电化学反应将氢转化为电能和水，不排放CO2和NOx；使用氢燃料内燃机，也可显著减少污染。氢气具有可储存性与电、热最大的不同氢的可再生性循环－永无止境氢是“和平”能源－中东战争氢是安全能源氢的扩散能力很大，不具毒性及放

3、射性7名称氢气甲烷汽油乙醇甲醇燃烧值/kJ·kg-1121,06150,05444,46727,00620,2548表3-1几种物质的燃烧值氢的燃烧热值高高于所有化石燃料和生物质燃料为什么氢是永恒的能源？氢的燃烧稳定性好燃烧充分氢－能量转化的载体由于具有上述优点，而且目前电能存在着难以储存、远程输运时损耗大的缺点，故在未来能源体系中，氢能将成为各种能量形式之间转化的最优良载体。9氢能发展史－发展期1970年，通用汽车公司的技术中心提出“氢经济”的概念，主要的思路是利用大型核电站的电力电解水制氢。1974年，受石油危机的影响和启迪，一些学者组建了国

4、际氢能协会(InternationalAssociationforHydrogenEnergy,IAHE)。IAHE随后创办了《国际氢能杂志》并举行了两年一次的世界氢能大会。10氢能发展史－步入工程探索阶段二十世纪80年代，德国认真地提出HYSOLAR计划，它是德国/沙特在阿拉伯半岛的项目，计划用沙漠地带的太阳能制氢。改项目已经过实验示范了太阳发电和电解的直接结合，示范功率达到350kW。德国还考虑利用加拿大廉价的水电就地电解水制氢，液化后用船运输液氢到欧洲。11氢能发展史－为科学家认可近年来燃料电池技术—低温的质子交换膜燃料电池和高温的固体氧化

5、物燃料电池—发展迅速，被广泛认为将成为未来人类社会中主要的动力来源，尤其是用于发电和交通工具方面而燃料电池最适宜的燃料就是氢。因此，科学家们预测，氢能将与电能一起成为未来能源体系的两大支柱。1221世纪将是“氢经济(Hydrogeneconomy)”时代13一次能源二次能源最终用户太阳能风能海洋能地热能汽车、飞机、船舶电力氢气工业、农业、民生制氢发电燃料电池电解水图3-1设想中的21世纪能源结构体系美国能源部HydrogenPosturePlan第一阶段(PhaseI)为相关技术的研发阶段，并在此基础上做出是否商业化的决策，此阶段中政府将起到主导

6、作用;在第二阶段(PhaseII)，氢能初步进入市场，便携式电源和固定/运输系统开始实现商业化，并在国家政策的引导下开始与氢能相关的基础建设投资；进入第三阶段(PhaseIII)后，氢能源和运输系统实用化，市场和基建投资规模不断扩大；第四阶段(PhaseIV)为市场与基础建设均已完善的阶段，氢能源和运输系统广泛应用于各个领域，完全实现“氢经济”。14其它已开展的大规模氢能开发项目冰岛于1999年在其首都雷克雅未克启动了“生态城市交通系统”(EcologicalCityTransportSystem,ECTOS)计划，并为此专门成立了冰岛新能源公司

7、(IcelandicNewEnergyLtd.)负责实施该计划其总体目标是在2030年左右，冰岛全境实现以氢能替代传统燃料。由于目前冰岛所使用的能源主要来自地热和水力发电，因此主要采用电解水技术(在加氢站就地)制氢，以燃料电池作为主要动力设备。15现状与展望目前全世界每年约生产5×1012Nm3氢气，主要用于化学工业，尤以合成氨和石油加工工业的用量最大。90%以上的氢气是以石油、天然气和煤为原料制取的，北美95％的氢气产量来自天然气蒸汽重整。若设想将这些氢气全部作为能源，仅相当于全球年能耗的1.5%。16现状与展望真正的“氢经济”距离人们的日常生

8、活还比较遥远主要原因是氢能的大规模利用离不开大量廉价氢的获得和安全、高效的氢气储存与输送技术，以及应用技术的开发。而现阶段的科技水平与这