• 生活小妙招免费各类生活中的小问题知识以及音乐简谱等,是你了解世界未知知识的好地方。

氢能是安全的可持续发展的未来能源吗?

十万个为什么 空空 2024-10-29 12:21:14 27次浏览

关于问题氢能是安全的可持续发展的未来能源吗?一共有 4 位热心网友为你解答:

【1】、来自网友【于立安谈生态】的最佳回答:

氢气爆炸极限是 4.0%~75.6%(体积浓度),换句话说就是:如果氢气在空气中的体积浓度在 4.0%~75.6%之间时,遇火源就会爆炸,而当氢气浓度小于 4%或大于 76%时,即使遇到火源,也不会爆炸。氢气的爆炸范围是很大的,对比一下氨气的爆炸极限是 16-25%,这个范围比氢气就小多了!

因此,可以明确氢气是易燃易爆的危险气体,而且无色无味,使用时必须注意安全!

还有,个人认为,氢气并不是可持续发展的能源!因为氢气的密度很小,氢气的密度为 0.089g/L(101.325kpa,0°C),只有空气的 1/14,是世界上已知的密度最小的气体。因此在开发和使用氢能时不可避免的发生氢气逸散!这些逸散的氢气最终会离开地球大气层,到太空去了!随着地球上氢元素的不断减少,长久下去,地球表面的水会因为氢元素的减少而逐渐减少,水是生命之源,缺水的地球将不在适宜人类生存,甚至不适于所有动物植物微生物等所有生命体的生存!

所系使用氢能只能是权宜之计,一个要注意使用安全,不要造成太多灾难性事故;另一个要注意适度开发,不要对地球的可持续发展造成过大威胁!

【2】、来自网友【广漂的安徽垚】的最佳回答:

氢能是全球能源技术革命的重要发展方向,也是可持续和安全的能源未来重要的组成部分。加快发展氢能产业,不仅可以应对全球环境危机,还可以保障能源供给,实现国家能源的可持续性发展。根据 IEA 公布的《氢能源未来发展趋势报告》,预计到 2050 年,氢能源的消耗量将会是目前消耗量的 10 倍。世界各国都在大力发展制氢技术,占领国际氢能源的制高点。

利用可再生能源替代化石燃料的制氢是清洁、高效制氢的未来发展趋势,在氢能产业链的制备-储运-加注-应用四个环节中,制氢是龙头,氢能产业前景可期,要科学合理地选择制氢工艺路径,必须从源头以满足环保、经济、安全、高效的要求,实现氢能的供给。

1 制氢方式发展趋势

制氢技术处于氢能发展的上游,目前主流的绿色制氢技术主要有电解水制氢、生物制氢、太阳能制氢等。据中国氢能联盟,我国氢能制取的远期目标是到 2050 年实现持续利用可再生能源电解水制氢,大力发展生物制氢、太阳光解水制氢。

1)电解水制氢技术

目前主流的制氢方式是煤气化制氢、天然气制氢。从成本角度看,煤气化制氢成本最低,已存在利润空间,电解水制氢仅占 4%,制约电解水制氢技术发展的主要因素是成本过高、收益为负;从绿色环保角度看,电解水制氢低碳、可持续,相较于目前主流制氢技术,是可持续和低污染的,是理论上最理想的制氢技术,符合可持续发展的国家政策。

未来制氢技术的发展主要受技术水平、经济效益、环境效益等因素影响。国际能源署发布最新报告显示,预计到 2030 年,可再生能源制取氢气成本可能下降 30%。可再生综合能源利用发展迅速,制氢方式也不断增加,但未来制取氢气的方式仍然为电解水制氢技术,其发展前景广阔,到 2050 年,可再生能源发电电解水将成为主流制氢技术。

2)生物质能制氢技术

生物制氢原料来源广且没有污染,反应环境是常温常压,生产费用低,完全颠覆了传统的能源的生产过程。作为一种环境友好型可再生能源,如果能够利用生物质能实现制氢的工业化,不仅对能源的优化利用有积极作用,而且可以减少环境污染。生物制氢技术是一种高效产氢的生物工程技术,整个过程将存储在自然界有机物(如蛋白质、植物中碳水化合物)中的能量释放出来,通过细菌的作用产生氢气。

生物制氢的途径主要有光解水、光发酵、暗发酵产氢和光暗耦合发酵等。几种生物制氢方法的比较见表 1。生物制氢优点众多,比传统的物理化学方法更加节能,可再生和低消耗,是未来规模化产氢的重要途径。

3)太阳能制氢技术

最近,在众多的可再生能源制氢的技术中,研究人员正在重点开发太阳能制氢这项新技术。目前太阳能制氢技术实现的主要途径有光化学制氢、光催化法制氢、人工光合作用制氢等。几种太阳能制氢技术的方法比较见表 2。

随着研究的深入,发现热化学制氢技术在光照条件下可以利用光催化剂降低对温度的要求,提出了一种热化学循环制氢方法。光催化法制氢是在光照催化剂的作用下,使水分解制的氢气。光催化分解水制氢技术目前研究工作主要是从改进催化剂性能来提高产氢效率。

石墨烯具有超强的力学性能、导电性、导热性以及透光性,而且价格低廉、制氢效率高,对石墨烯进行改造给未来低成本制氢提供很大的希望。经过研究发现,废水中的有机物可以通过自身的电子给体实现太阳能制氢和太阳能去污,其过程只需要简单地将废水处理与光催化制氢结合,所以这也是未来的发展方向之一。

太阳能制氢技术还在初步的研究阶段,随着资金大量的投入,对技术的开发和进步必将越来越快,光催化剂制氢技术能进一步完善、生物制氢的效率进一步提高的希望也会更大,前景十分广阔。

2 储运氢方式发展趋势

高效利用氢气的关键在于氢气的储运,同时它也是影响氢能向大规模方向发展的重要因素。因此,对氢气储运技术的研究成为重点和难点。现阶段储存氢气的途径主要有:多孔材料及金属合金等物理类固态储氢、高压气态储氢、深冷液化储氢等。

目前氢气储运主要以气态为主,主要是因其成本低、简便易行、充放气速度快,但安全隐患系数较高。低温液态储氢技术发展缓慢,该技术存在难度系数大、液化成本高、能耗大和绝热材料成本高等弊端。

而固态储氢方式优势众多,操作方便,是三种方式中最具发展前景的储氢方式,也是储氢技术研究内容中前沿的方向之一。随着未来储氢合金的使用过程更加便利,成本更加低廉,其有望成为未来主要的储氢方式。

此外,随着研究的深入,出现了无机物储氢和有机物储氢。无机物储氢是通过化学键与离子型非金属氢化物(如络合金属氢化物 NaBH4、NH3BH4 等)相互作用进行氢气的存储,释放的过程和储氢合金原理相似,存储在其中的氢气以加热的方式释放。

有机物储氢是指利用苯或甲苯等液体与氢反应生成环乙烷,这种储存运输氢气的方式不依靠耐高压和低温装置,释放时进行的脱氢反应需要催化剂,这也将是未来一项备受关注的储氢技术。

3 氢能应用发展趋势

氢气在提供清洁、安全、可靠和丰富能源方面有着巨大的发展前景,且应用领域十分广泛,作为工业原料,可用于石油炼制、合成氨、甲醇等生产领域,少量用于钢铁、玻璃、电子、航空等工业领域。

此外,还可用于交通领域,正在开发的氢燃料电池汽车行业刚刚起步,截至 2018 年底,全球 FCEV(燃料电池电动汽车)库存达 11200 辆,当年销量约为 4000 辆(比 2017 年增长 80%),预计到 2030 年,燃料电池汽车行业将实现大幅发展,预测趋势如图 1 所示。

目前我国氢能发展已提升到战略层面,但仍存在成本高、安全性待突破、基础设施薄弱等问题,早期应以本地消纳为主,优先发展加氢示范基础设施及氢气燃料电池等,逐步由本地化走向区域化,为我国产业发展、技术培育及基础设施建设积攒经验。

随着可再生能源系统的大规模化应用,燃料电池制作成本的大幅度下降,国内燃料电池车、加氢站将有较大增幅,我国能源消费结构将会以氢能为主要组成部分,国家的“能源独立”有望完成,氢能产业会从区域发展逐步拓展到各主要市场,依托全国天然气管网的氢气与天然气混输将实现大规模运行,包括氢能输送管网和加氢站在内的全国性基础设施网络基本形成。氢气作为一种清洁能源,将在越来越多的领域得到应用。

【3】、来自网友【b1m2j3】的最佳回答:

是的!

【4】、来自网友【56785678567888】的最佳回答:

应该是,因为氢能源更环保

以上就是关于问题【氢能是安全的可持续发展的未来能源吗?】的全部回答,希望能对大家有所帮助,内容收集于网络仅供参考,如要实行请慎重,任何后果与本站无关!

喜欢 (0)