氫的概念:未來可期的二次能源
氫,化學(xué)元素符號為H,在元素周期表中位于首位,是最輕的元素,也是宇宙中含量最多的元素,大約占據(jù)宇宙質(zhì)量的75%。在地球上,自然條件形成的單質(zhì)相對罕見,因此,氫能作為一種二次能源,與煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)的化石能源不同,難以直接從自然界獲取。既然如此,氫能為何又成為了燃料呢?
這是因為氫的熱值很高(120.0MJ/kg),是同質(zhì)量焦炭、汽油等化石燃料熱值的2–4倍,也就是說燃燒相同質(zhì)量的燃料時,氫所產(chǎn)生的熱量是焦炭、汽油等化石燃料的2–4倍;同時氫能具有能量密度高、存儲形式多樣的特點,可以調(diào)配太陽能、風(fēng)能等作為能源載體。
最重要的一點是,氫氣僅僅含有氫元素,因此燃燒的產(chǎn)物中只有水,而傳統(tǒng)的化石燃料因為含有碳元素,所以燃燒時會產(chǎn)生大量的二氧化碳。因此氫氣作為燃料可以徹底實現(xiàn)零碳排放,在“綠色環(huán)保”方面意義重大,被視為 21 世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ木G色二次能源。
據(jù)國際氫能委員會預(yù)測,到2050年,氫能將承擔(dān)全球18%的能源終端需求,創(chuàng)造超過2.5萬億美元的市場價值。以上種種,足以見得氫能的重要性。
盡管氫能作為燃料有著如此豐富的優(yōu)勢,但關(guān)于它的開發(fā)和利用,卻又充滿著諸多挑戰(zhàn)。氫能的開發(fā)和利用,可以分為制取、儲運和終端使用三個環(huán)節(jié)。需要每個環(huán)節(jié)同時進步,戰(zhàn)勝各自的技術(shù)壁壘,才能實現(xiàn)氫氣的最終利用。
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