《清洁能源概论》氢能.ppt

前言 煤炭石油等矿物燃料的广泛使用，已对全球环境造成严重污染，甚至对人类自身的生存造成威胁。同时矿物燃料的存量，是一个有限量，也会随着过度开采而枯竭。因此，当前在设法降低现有常规能源（如煤、石油等）造成污染环境的同时，清洁能源的开发与应用是大势所趋。、 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%。 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，一些学者组建了国际氢能协会(International Association for Hydrogen Energy, 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。 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。 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。 现状与展望 目前全世界每年约生产5×1012 Nm3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%。 现状与展望 真正的“氢经济”距离人们的日常生活还比较遥远 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些条件相比尚存在一定差距，急需解决很多技术方面的难题。 现状与展望 譬如，就目前而言，只有通过矿物燃料(主要是天然气)重整技术才能获得相对廉价的氢，并非长远之计，因而，能否开发其他真正可持续发展的、大规模的廉价制氢技术将成为“氢经济”能否最终实现的关键所在；另外，氢气以何种方式储存及输送最经济、最合理也是亟待解决的问题 。 第二部分 爆炸 氢弹与原子弹爆炸 谢谢 5. 氢能的利用现状 现今的燃料电池之星是本田FCX Clarity,它使用的是氢燃料电池。 氢能汽车 宝马氢能7系选择了和本田不同的道路，它使用的是氢燃料内燃机 5. 氢能的利用现状 世界上首座氢能源发电站于2010年7月12日在意大利正式建成投产。这座电站位于水城威尼斯附近的福西纳镇。 据报道，意大利国家电力公司投资5000万欧元建成这座清洁能源发电站，该发电站功率为16兆瓦，年发电量可达6000万千瓦小时，可满足2万户家庭的用电量，一年可减少相当于6万吨的二氧化碳排放量。该电站7万吨燃料来自于威尼斯及附近城市的垃圾分类回收。 5. 氢能的利用现状 2000-2010 2010-2020 2020-2030 2030-2040 第一阶段 技术、政策和市场开发阶段 第二阶段 向市场过渡 阶段 第三阶段 市场和基础 设施扩张阶 段 第四阶段 走进氢经济时代 美国氢能利用路线图 开发有中国特色的氢能源技术 加快基础设施和示范项目建设 建立产、学、研合作机制和合作平台 制定目标明确的氢能源开发路线图 将开发氢能列入国家长期能源战略 对我国氢能技术路线图的建议 5. 氢能的利用现状 氢能有如此大的好处，那为何现在不大量利用呢 6. 氢能的限制 制取能耗高 产氢率普遍较低 设备成本较高. 如果以H2作为载运的燃料，就必须考虑到两个充H2站之间的距离。这是H2使用中最大的局限性。 更宽的着火范围 更低的着火能 更容易泄漏 更高的火焰传播速度 更容易爆炸 储存方面 安全性方面 制取方面 * * 新能源 ——氢能 。 氢能是理想的清洁能源之一，已广泛引起人们的重视 1. 什么是氢能？ 有以下两个定义： 氢原子在高温高压下聚变成一个氦原子反应所产生巨大的能量。（核聚变） 燃烧氢所获取的能量。 2. 氢能的一般特性 最轻的元素 导热性最好