氫能的主要優點和限制_清潔能源_綜合智慧能源_地大熱能

氫能的主要優點和限制_清潔能源_地大熱能。氫能是公認的清潔能源，大約250年前人們就發現了氫，約150年前，氫就獲得了工業應用。氫能作為一種高效、清潔、可持續的“無碳”能源，已得到世界各國的普遍關注，被譽為21世紀的能源。發展氫經濟是人類擺脫對化石能源的依賴、保障能源安全的永久性戰略選擇。

氫位于元素周期表之首，原子序數為1，常溫常壓下為氣態，超低溫高壓下為液態。氫的性質氫是自然界最多的元素，是宇宙中含量最高的物質，約占75%。地球上氫的來源也非常廣泛，水、化石燃料和所有的生物體都含有氫，都可以用來生產用于能源用途的氫，與石油、天然氣、煤等化石能源僅分布在世界少數地區不同，氫的生產不受時間和地域的限制，同時，氫能是一種二次能源，被人類利用后，還可以通過化石能源、可再生能源等再生產出來，真正成為人類取之不盡、用之不竭的可靠的可持續能源。

作為一種理想的新的合能體能源，它具有以下優點：
一、資源豐富

地球上的氫資源豐富，除空氣中含有的氫氣外，它主要是以化合物的形態貯存于水中。在水分子中，氫的重量占11％，而地球是“二山七水一分田”，水是地球的主要資源，地球表面的70%以上被水覆蓋。據推算，如把海水中的氫全部提取出來，它所產生的總熱量比世界上所有礦物燃料放出的熱量還要大9000倍，即使在大陸，也有豐富的地表和地下水，水就是地球上無處不在的氫礦。

二、燃燒性能好，能量高

氫燃燒性能好，點燃快能量高。除核燃料外，它的燃燒熱值，在所有的礦物燃料、生物燃料、化工燃料中名居榜首，每千克高達28900千卡，是汽油熱值的3倍（見圖1）。氫的發熱值是目前所有燃料中最高的。氫的高能，使氫成為推進航天器的重要燃料之一

三、來源多樣性
地球上的氫資源具有多樣性，可以通過各種一次能源（可以是化石燃料、如天然氣、煤、煤層氣，也可以是再生能源，如太陽能、風能，生物質能、海洋能、地熱）或二次能源（如電力）來開采氫礦。


四、環保低碳

氫能是最環保的能源，利用低溫燃料電池，燃燒產物是水，無污染。氫本身無色、無臭、無毒，十分純凈，它自身燃燒后只生成水，而不會產生一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和顆粒塵粉等對人體有害的污染物質，而且它燃燒后所生成的水，還可繼續制氫，反復循環使用。由電化學反應將氫能轉化為電能和水，不排放CO2和NO2，沒有任何污染，使用氫燃料內燃機也是顯著減少污染的有效方法。

五、可儲存性

氫能具有可儲存性，就像天然氣一樣，氫可以很容易地大規模儲存，這是氫能和電、熱最大的不同。這樣，在電力過剩的地方和時間，可以用氫的形式將電或熱儲存起來，這也使氫在可再生能源的應用中起到了其他能源載體所不能起到的作用。

六、損耗少，利用率高

利可以取消遠距離高壓輸電，代以遠近距離管道輸氫，安全性相對提高，能源無效損耗減小。氫能取消了內燃機噪聲源和能源污染隱患，利用率高。

七、運輸方便

氫可以減輕燃料自重，可以增加運載工具有效載荷，這樣可以降低運輸成本從全程效益考慮社會總效益優于其他能源；

八、可再生性
氫由化學反應發出電能（或熱）并生成水，而水又可由電解轉化為氫和氧，如此循環，永無止盡。

由于氫能具有以上優點，可以同時滿足資源、環境和持續發展的要求，是其他能源不能比擬的，所以備受青睞，當然也會存在一些缺點使其在利用時受到限制。

①、制氫成本高
氫氣的制取都是從—次性能源轉化而來，不能大量廉價地制取氫氣。目前制取氫氣的方法主要有：煤、焦碳氣化制氫，天然氣或石油產品轉化制氫，各種工業生產的尾氣回收或焦化廠、氯堿廠副產氫以及水電解制氫等。作為化工原料的含氫氣體基本采用化石燃料制取，而作為工業氫氣、石化行業加氫用的氫氣，基本采用前面提及的含氫氣體或工業生產的含氫尾氣利用變壓吸附法(PSA)或膜法分離或水電解法制取，這些制取方法國內外均有一定的成熟經驗。但均需消耗很多能量，使制得的氫氣價格較貴。
②、運輸、貯存不方便
氫可以減輕燃料自重，但另一方面氫氣可燃，在運輸、貯存中碰撞或遇到高溫或氫氣不慎泄漏都可能導致火災爆炸等危險。在使用中也存在安全隱患，點燃氫氣前必須驗純，氫氣燃燒迅速，使用過程中可能導致能源的浪費。

氫能的諸多優點，贏得了人們的青睞。一致認為，未來氫能源廣泛應用將是一個重要的發展趨勢。推動碳中和戰略下低碳清潔氫氣供應體系建設，也加快推進全球能源可持續發展的重要舉措。