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1、新能源氢能介绍清洁能源当今世界的经济发展受到 能源制约日益显著，许多国家 都在制订对策，或寻求替代能 源， 或开发新能源， 措施办法不 一。本文向大家介绍一种新能 源- 氢能。 根据能源专家的研究 预测，氢能将和电能并列成为 2 1 世纪二次能源的二大支柱。 一、氢能概述 氢是一种能源载体，人们 可以大规模利用储藏在氢中的 能量。大约在2 5 0 年以前，人们 发现了氢， 约在1 5 0 年前氢在工 业上得到了应用。过去我国广 泛使用的城市煤气中氢的含量 达5 0 % 以上。氢能是指以氢及 其同位素为主体的反应中或氢 的状态发生变化过程中所释放 的能量，包括氢核能和氢化学 能。 氢能是最环保的
2、能源， 利用 低温燃料电池，由电化学反应 将氢转化成为电能和水，不排 放二氧化碳和氮氧化物，没有 任何污染，如使用氢燃料内燃 机，也是显著减少污染的有效 方法。 氢能是安全的能源， 氢在 空气中的扩散能力很大，因为 氢本身不具有毒性和放射性， 氢不会产生温室效应。氢在地 球上主要以水的形式存在，水 是地球的主要资源，因此氢资 源非常丰富。如果把海水中的 氢全部提取出来，它所产生的 总热量比地球上所有化石燃料 放出的热量还要大9 0 0 0 倍。氢具有很好的可再生性，氢由化 学反应产生电能或热能并生成 水，水又可由电解再转化为氢 和氧， 循环往复无可穷尽。 氢的 储藏方式也多种多样，可以气 态、
3、 液态或固态储存， 方便储存 和运输。 氢的燃烧产物是水， 无 环境污染问题。氢的燃烧性能 良好， 点燃快， 燃点高， 热值也 高。 二、氢能的发展 1 、国际氢能发展 1 7 6 6 年，英国人卡文迪什 从金属与酸的化学反应中发现 了氢。1 8 1 8 年，英国利用电解 水产生了氢气。 1 8 3 9 年， W i l l i a m G r o v e 首次提出燃料电池的概 念。2 0 世纪3 0 年代末，德国设 计了以氢气为动力的火车。 1 9 6 0 年，液氢首次作为航天动 力燃料，现在氢气已经成为火 箭领域的常用燃料。美国、法 国、 德国、 日本等汽车大国早已 推出氢燃料汽车。1 9
4、 7 0 年，通 用汽车公司提出了氢经济的概 念。1 9 7 4 年，国际氢能协会成 立。2 0 0 2 年，美国提出氢能路 线图。2 0 0 3 年1 1 月，由1 5 个国 家和欧盟组成的国际氢能经济 合作组织成立。2 0 0 4 年，美国 能源部公布了氢能技术研究、 开发与示范行动计划 ，将在 2 0 4 0年基本实现向氢经济过 渡。德国、英国、欧盟、日本等 也制订了类似计划。2、我国氢能发展 我国在2 0 世纪6 0 年代初， 航天技术发展中对火箭燃料液 氢燃料电池的研制进行了大量 工作。 多年来， 我国在氢能研究 中投入了大量人力物力，并取 得了较大进展，有些已达到世 界先进水平。
5、目前， 从化石燃料 中制取氢气，国内已能规模化 生产，年产量可达8 0 0 多万吨。 电解水制氢也已具备规模化生 产能力， 并已出口发达国家。 高 压储氢技术我国现在只能生产 2 5 0 兆帕的储氢罐，与国外7 0 0 兆帕储氢罐技术差距较大。美 国通用公司、杜邦公司来我国 几次组织召开燃料电池研讨会， 戴姆勒- 克莱斯勒分别于2 0 0 3 年1 0 月和2 0 0 4 年5 月，来我国 资助召开 “青年氢能论” 会议和 “第二届国际氢能论坛”会议， 培育中国氢能市场。燃料电池 汽车实用化在我国估计还需要 1 5 3 0 年时间。目前，采用氢 气与天然气混合燃烧是最可行 方法。我国现有1 5
6、 万辆多天然 气燃料汽车，虽然天然气作为 燃料可以相比汽油、柴油燃料 汽车降低二氧化碳、二氧化硫、 铅、 细颗粒等污染物排放， 但是 并不能减少氮化物排放，氢气 与天然气混合燃烧可以有效降 低氮化物排放，还能减排二氧 化碳， 有利环保。 上海作为我国 氢能产业最领先的地区，2 0 0 7施建新40产品介绍年1 1 月建成中国第一个汽车氢 气充装站，并计划2 0 0 9 年形成 千辆级氢能汽车的生产能力， 2 0 1 1 - 2 0 1 2 年则可望达到万辆级 产能，并加快氢能汽车的基础 设施建设，初步建成加氢站网 络。同时，我国氢燃料电池汽 车国家标准编制也在上海启 动 。 三、氢的制取 氢的
7、制取包括实验室制氢 和工业生产制氢。实验室制氢 方法包括金属氢化物与水 /酸 相反应或金属与强碱发生化学 反应制氢。工业制氢方法包括 水煤气法制氢、天然气或裂解 石油气制氢、电解水制氢、热 化学分解水制氢、太阳能光电 转换制氢及光化学分解水制 氢、等离子体化学法制氢、生 物质制氢、甲醇制氢、氨裂解 制氢、硫化氢分解制氢、辐射 性催化剂制氢、电子共振裂解 水制氢、陶瓷与水反应制氢 等 。 在一些化工生产如电解食 盐工业、发酵制酒工业、合成 氨化肥工业、石油炼制工业等 都有大量副产氢气，如果采取适当措施回收这些氢气并分离 提纯，每年可得到数亿立方米 氢 气 。 目前，世界上商业用的氢 大约有9 6
8、 % 是从煤、石油和天 然气等化石燃料中制取的。煤 制氢的缺点是生产装置投资过 大，并且煤制氢过程要排放大 量的二氧化碳温室气体。天然 气水蒸气制氢也具有装置规模 大、投资高的缺点。甲醇裂 解 -变压吸附制氢技术工艺较 简单，投资少，制氢成本低。 电解水制氢工艺也较简单，但 每立方米氢气需要消耗电能 4 . 5 5 . 5 k W 。 四、氢能的应用 氢能是一种资源丰富、来 源多样、环保、可再生、和 平、安全的高效能源，它的 应用领域极为广泛。 1、作为直接燃料使用： 氢燃烧产物只是水，不会产生 二氧化碳、一氧化碳、不会 产生有毒的有机物，也不会产 生粉尘、二氧化硫等。 2、燃氢汽车：氢气作为
9、 发动机燃料在许多方面要比汽 油、柴油更优越，但是目前燃氢汽车成本还显得过高。 3、燃氢飞机和燃氢机 车：科学家们已在燃氢飞机和 燃氢机车进行多年研究，相信 不久的将来燃氢飞机和燃氢机 车会有实际运行。 4、氢燃料电池：氢燃料 电池的研究得到有关方面的高 度重视，相关成果正在不断取 得，氢燃料电池有较好的前景。 据美国氢气协会分析，2 0 0 7 年 全球年生产氢气超过 5 0 0 0万 吨，氢燃料汽车正在加快推向 商业化。但由于目前制氢成本 大约为汽油成本的2 - 4 倍， 且氢 气的大量生产需要能源和基础 设施，成为主导燃料仍存在许 多问题， 因此专家普遍认为， 氢 能的大量利用将在 1
10、0多年后。 未来随着制氢规模的扩大，预 计在2 0 1 5 - 2 0 2 0 年期间， 制氢成 本将与汽油成本相当，这将主 要取决于燃料电池汽车的推广 和使用。如果投入批量化生产， 预计到2 0 1 5 年燃料电池汽车的 生产成本将仅比传统汽车高 2 0 % 。 ( 作者单位: 宁波市节能技术 服务管理中心 高工 总工程师)炉具有了 新 产 品宁波国家高新区科莱尔节 能设备有限公司（以下简称科 莱尔）预混式兼余火再利用节 能灶在宁波研发成功，批量投 放市场共计1 0 0 0 多台，取得了 年节约标准煤 2 0 0 0 多吨成果。 一、科莱尔节能灶有利于 餐饮企业节能自2 0 0 8 年4 月起，宁波市 贸易局对科莱尔节能灶进行调 研，信息反馈如下： （一）科莱尔科研团队以 海归派高科技人员为主体，从 事节能灶具研究多年，已有多 项节能灶具获国家专利（中华 人民共和国知识产权局颁发实用新型专利号：ZL2006. 2 0 1 4 0 9 8 5 . 9 . Z L 2 0 0 6 2 0 1 4 0 1 2 7 . 4） 。科莱尔节能灶适用于餐 饮企业以及所有单位食堂。 （二）2 0 0 8年 2月 2 2日， 宁波市节能技术服务管理中心 对科莱尔节能灶进行了测试， 并且按节能灶的节能原理对测陈 利 华41
