氢能的能量密度高而且无污染,是一种理想的清洁能源。发展氢能经济,能够减少温室气体和细颗粒物的排放,并实现能源供应多元化。
鞍山市作为全国重要的工业城市,氢能产业发展条件得天独厚,充分利用氢能,必将有力支撑辽宁氢能产业的发展,助力东北老工业基地的振兴。本文对氢能的定义、来源、特性及氢能产业链等基本概念、性质进行阐述,重点从化工产业的视角对氢能综合应用的发展与趋势进行论述,结合我市氢能的化工产业发展基础现状和发展态势,适当对我市在氢能的化工产业应用提出建议和参考。
一、氢能及氢能产业链概述
(一)氢能概述
1.氢能的定义及产生。氢能通常是指氢在物理与化学变化过程中释放的能量。氢能是一种二次能源,是通过一定的方法利用其他能源制取的,可以从化石原料中直接获取,也可以由水电解制得。
2.氢能的主要化工特点。氢能是公认的清洁能源,是重要的低碳和零碳能源。氢位于元素周期表之首,原子序数为1。作为一种理想的新的合能体能源,它具有以下特点:①普遍元素,重量最轻,多种形态。据估计,氢构成了宇宙质量的75%,除气体氢气外,主要以化合物地形态贮存于水中。可以气态、液态或固态的金属氢化物出现,能适应贮运及各种应用环境的不同要求。②理想的发热值,导热性、燃烧性能好。除核原料外,氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,比大多数气体的导热系数高出10倍,具有点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,燃点高,燃烧速度快的特点。③利用形式多,利用率高。气体通过燃烧产生热能,在热机中产生机械能,又可作为能源材料用于燃料电池,或转化成固态氢用作结构材料。氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患,利用率高。④无毒,减少温室效应,废物可回收利用。氢燃烧最清洁除生成水和少量氮化氢(适当处理不污染环境)外,不产生一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化合物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物。产物水无腐蚀性,可以再次分解氢,回收利用。
(二)氢能的产业链概述
氢能产业链分为上游制氢、中游储运氢和下游氢应用三大环节。
上游制氢基本有5种方式:天然气制氢、生物制氢、甲醇制氢、富氢气体制氢、水电解制氢。
中游储运氢基本有4种方式:氢气管车、液态储氢、氢气瓶组、氢气储罐。
下游氢应用基本是2种方式:传统:工业用氢(制药、炼油等)、新兴:燃料电池(电源、军用等)。
二、国内外现状及趋势
(一)国际氢能发展概况
20世纪70年代,中东第三次战争导致世界范围内的能源危机后,美国通用汽车公司提出了氢经济概念,主要为描绘未来氢气取代石油成为支撑全球经济的主要能源后,整个氢能源生产、配送、贮存及使用的市场运作体系。
随着全球能源消费向低碳化转型的进程加快,氢能逐步成为国内外能源及相关行业
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