氢能简介
氢能是利用氢或含氢化学物质生产能源,具有极高的能源效率、极其积极的环境和社会影响以及有竞争力的经济回报。就其自然存在而言,氢是宇宙中最普遍的元素。大量的氢构成了太阳和其他恒星。含有氢的化学物质比任何其他元素都多。地球上最普遍的氢化合物是水。
地球上没有现成的、易于获取的天然分子氢来源。地球上大部分氢以碳的形式存在于生物、死亡生物和化石生物质中,而氧则存在于水中。水分子可以分解成氢和氧来产生氢和氧。当氢被消耗时,水又会重新生成。
通过溶解化合物中的化学键即可制备氢气。一些常用的方法包括电解、金属与酸的反应、离子型金属氢化物与水的反应等等。目前,天然气制氢占全球氢气产量的48%,其次是石油(30%)、煤炭(18%)和水电解(4%)。
由于应用的多样性,其存储至关重要。它们涵盖了从运输到便携式和固定电源的一切。而且,它是单位质量能量最大的燃料。然而,由于其环境温度密度较低,单位体积的能量密度较低,因此必须开发更复杂的存储技术。
印度目前的氢能生产来源有哪些?
1.氯碱工业副产品氢气
部分氢气被用于非能源用途,其余部分则被燃烧掉或排放到环境中。随着时间的推移,人们对氢气在能源应用方面的潜力认识不断提高。到2013-14年,用于化工和自备(主要用于能源)用途的氢气中,约有90%得到了利用。
2. 氢气是为化肥和炼油行业的非能源用途而产生的
为加速印度氢能产业发展,印度国家氢能委员会于2006年1月制定并批准实施《国家氢能发展路线图》(NHERM)。NHERM的主要目标是明确印度逐步采用氢能的路径,加快商业化进程,并促进氢能基础设施建设。
NHERM,包括生产、储存、分配、运输、使用、规范和标准、公共教育和能力建设,解决了印度氢能发展的各个方面。 2006年至2007年,在NHERM的基础上,氢能计划在全国范围内实施。 NHERM 建议根据当地现场经验和全球进步对其进行更新和更改。
氢能的优点和缺点是什么?
氢能的优势
1.交通方便
它是地球的基本元素并且是标准的。将氢气与其伴随化合物分离需要时间。尽管情况可能如此,但其结果却创造了丰富而清洁的能源。
2、不产生有害排放物
燃烧时不会释放任何有害化合物。本质上,它与氧气结合而不燃烧,并且具有可以为电动机产生动力的能量。与其他电源一样,它在燃烧时不会释放二氧化碳。
3.对环境安全
对于燃料源来说,这是不寻常的,因为它是无毒的。其他的,包括煤炭、核能和汽油,都是有毒的或者可能在危险的环境中被发现。氢气的使用方式是其他燃料无法比拟的,因为它对环境有益。
4、可用作火箭燃料
它有力量和有效性。它足以为航天器等重要设备提供动力。此外,与其他燃料来源相比,它是一种更安全的选择,因为它对环境友好。氢气的功效是汽油和其他化石燃料的三倍,这是一个有趣的统计数据。这表明它可以事半功倍。
5、油耗低
氢燃料电池的燃油效率远高于柴油或汽油,因为每磅燃料可以产生更多能量。这意味着,载重相同的情况下,氢燃料电池汽车可以比使用传统燃料的汽车行驶更远的距离。氢燃料电池的效率是传统燃烧方式的两倍。例如,传统的燃烧式发电厂的发电效率通常为33%至35%,而氢燃料电池产生的电力效率高达65%。
6.它是可再生的
与其他不可再生资源相比,它可以重复生产。因此,氢是一种能量有限的燃料。本质上,氢能可以在任何需要的时候产生。
氢能的缺点
1、成本高
它价格昂贵,但广泛使用。需要很长时间才能将元素与其他元素分离这一事实足以解释这一点。如果这个过程真的很简单,很多人就能相对轻松地完成这个过程,但事实并非如此。尽管混合动力汽车现在由氢电池提供动力,但它仍然需要成为每个人的实用燃料来源。只有当技术能够使整个过程变得更加简单时,氢能源才会成为一个昂贵的选择。
2. 存储具有挑战性
移动氢气相当棘手。石油是一种可以通过管道运输的物质。说到煤炭,可以轻松地从卡车后面卸下煤炭。转移氢气需要花费大量资金,即使数量很少。仅仅因为这个原因,运输和储存这种化学品就被认为是不切实际的。
3、现有基础设施难以替代
即使在今天,汽油仍然被频繁使用。此外,目前需要建立基础设施以促进氢作为燃料的使用。因此,即使考虑补充汽油也变得昂贵。此外,需要对车辆进行改造,以便为氢燃料提供空间。
4、具有较高的可燃性
氢气是一种极易爆炸的燃料,因为它具有很强的爆炸性。由于其带来的诸多威胁,氢气爆炸事件频频登上新闻头条。大气中氢气的燃烧率在4%到75%之间。
5.使用化石燃料是必要的
尽管氢能是环保且可再生的,但必须使用煤炭、石油和天然气等不可再生资源将其与氧气分离。虽然改用氢的目的是消除化石燃料的使用,但它们仍然需要生产氢燃料。
底线
利用氢能满足世界能源需求是一个极具潜力的选择。当我们对经济、高效、可靠且清洁的能源需求得到满足时,一个减少甚至消除化石燃料燃烧排放和其他环境危害的世界,或许就将以氢能为代表。氢能可能是未来最佳的能源解决方案,但实现这一目标需要政治意愿和财政投入。然而,当化石燃料变得稀缺时,氢能或许能成为解决世界能源问题的重要方案。

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