氢能:市场洞察:从“能源补充”到“战略主角” 绿氢能否成为能源版图的“新风口”?
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什么是氢能?氢能可以分为哪些类别?具有哪些优势?
氢能是氢的化学能,是一种二次能源。可分为灰氢、蓝氢和绿氢,绿氢是氢能利用最理想的形态
氢能是氢的化学能,即氢元素在物理与化学变化过程中所释放的能量。氢气和氧气可以通过燃烧产生热能,也可以通过燃料电池转化成电能。由于氢气必须从水、化石燃料等含氢物质中制得,而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采,因此是二次能源。氢在地球上主要以化合态的形式出现,是宇宙中分布最广泛的物质,构成宇宙质量的75%。按照生产来源,世界能源理事会将氢气分为灰氢、蓝氢和绿氢三类。
灰氢即通过化石燃料(天然气、煤等)转化反应制取氢气。由于生产成本低、技术成熟,灰氢是目前最常见的制氢方式。但在制氢过程中会释放一定二氧化碳,不能完全实现无碳绿色生产,故而被称为灰氢。
蓝氢是灰氢的“升级版”,也是绿氢的过渡性技术手段。蓝氢即在氢气生产环节配合碳捕捉和封存技术将碳保留下来,而非排入大气,能够减少90%左右的碳排放,成本相应更高。
绿氢是氢能利用最理想的形态。绿氢是利用风能、太阳能等可再生能源发电,再电解水生产氢气,在制氢过程中基本不会产生温室气体,因此被称为“零碳氢气”。
氢能具有燃烧热值高、燃烧性能好、发电效率高、生态友好、储运方式多样等优势
1)燃烧热值高: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,为142,351千焦/千克,是汽油发热值的3倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍。2)燃烧性能好:氢能点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快。3)发电效率高:氢燃料电池的发电效率可以达到50%以上。这得益于燃料电池的转换特性将化学能直接转换为电能,而没有热能和机械能(发电机)的中间转换。4)生态友好:与传统的化石燃料不同,氢在转化为电和热时只产生水并且不排放温室气体或细粉尘,与全球降低碳排放的目标契合。5)储运方式多样:氢储能可以利用可再生能源发电制氢,再以气态、液态存储于高压罐中,或者以固态存储于储氢材料中,可成为解决电网调峰和“弃风/弃光”等问题的重要手段。