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氫是好能源 or 壞能源?

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1#
發表于 2022-4-6 15:19:49 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式
氫是好能源,甚至可能是最清潔的能源。其制備原理非常簡單,工藝也有已經成熟的規模化生產技術(AEC,堿性電解),有在快速發展的下一代技術(PEM,質子交換膜電解;SOEC,固體氧化物電解),可以與風光電廠完美結合,就地解決消納、儲能等一系列高效利用綠電的問題。也就不奇怪,為何氫能在國家未來能源規劃中占據如此地位了。

信息來源:公開資料整理 l 果殼硬科技制表


可氫也是一種壞能源,壞到當前產業面臨的困難遠比應用它帶來的好處要多得多。首先氫是一種極難儲存的物質,其臨界溫度極低,為-239.9℃(作為對比,氧氣的臨界溫度為-118.95℃),而維持這種低溫意味著很高的能耗,導致氫氣目前只能依賴高壓氣體鋼瓶這種相對低效的方式轉運,運輸成本居高不下。同時,氫作為自然界最輕的元素,其分子穿透力極強,很容易發生泄漏,且對金屬物質還有一定的腐蝕性,對儲氫罐與運輸管道(特別是接縫位置)的材料選擇提出了很高要求,而性能如此優秀的材料必然不會便宜,如何高效中長期儲氫是行業的長期難題。氫氣還是一種非常危險的物質,極端易燃易爆,而這搭配易泄露的特征,導致必須將安全標準維持在極高水平,而這又是一筆開支。

臨界溫度:每種物質的一個特定溫度,即物質以液態形式出現的最高溫度。在這個溫度以上,無論怎樣增大壓強,氣態物質不會液化。換言之, 臨界溫度越低,越難液化,儲存難度就越大。

信息來源:公開資料整理 l 果殼硬科技制表


除了儲運問題,氫能雖然單位質量的能量密度不錯(高達142MJ/kg,標準煤為20.8MJ/kg),但單位體積的能量密度卻十分糟糕,而作為一種密度極低的物質,這才是對氫更為重要的一項指標。液態氫的能量密度約為2.4千瓦時每升(汽油的能量密度為9千瓦時每升),而這已經是最為理想的數據,考慮到大部分情況下氫氣并不能以液態方式轉運,進一步降低了其經濟效益。

總的來說,氫能現階段尚未解決基本的儲運,而中長期的儲存更是困難重重。當前的一些技術路線,包括甲醇、金屬吸附等要么不具備規模化能力,要么極端不成熟,均不符合對氫能的長期規劃。而這決定了無論氫能產業是否能解決生產成本的問題,氫能都不具備大規模推廣的基本前提——沒有低成本的可靠儲運技術,大規模的氫能相關基建工程同樣意義不大,至少經濟性不高。

這就促使行業放寬視野,尋找一種和氫類似,制備工藝比較簡單、生產過程碳排放低、效率可接受、副產物清潔,同時還要易儲易運輸的物質。

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2#
發表于 2022-4-6 18:24:40 | 只看該作者
氫是好能源,如果真這樣,哪完蛋,氫這玩意可以制成炸彈,空氣炸彈,比如在一個地下車庫,用10輛車,放出氫氣,當達到濃度,引爆,能炸死過W人,當引爆后,同車庫全爆,氫能源不可能用在車上,起碼安全性太差,鼓吹的人都說好,實際應用性能差,氫的分子又小,對存儲要求太高,現有技術根本不行,
3#
發表于 2022-4-6 21:47:58 | 只看該作者
感覺下個牛逼的能源賽道就一條 核聚變,核聚變能干啥,發電還有其他的了嗎?但是電池技術除非有質的突破,要不然電動車也難以很好的發展。然后就是考慮電解氫氣,要不然有更好的電解能源產物代替也行,儲量要大,污染小。
4#
發表于 2022-4-7 10:24:00 | 只看該作者
最好的能源,是發條,給汽車上個發條,加油站改成擰發條的
5#
發表于 2022-4-7 11:09:30 | 只看該作者
什么是好,什么是壞呢?如果大規模采用,那么正中日本下懷,他們高興壞了。

沒有好壞,只有取舍。

背景是什么?我們來分析下
當前電力系統最大的問題就是峰谷問題,高峰用電量是低谷的好幾倍,白天是晚上的一倍多,季節差異極大,還受到外貿訂單,工廠開工率等影響。
從總需求來說,現代社會越來越依靠電能,未來需要不斷補充供給。

目前的能源里面,風能,太陽能,水利,核能這些綠色能源都有一個很大的問題,就是峰谷不能調節,風能,太陽能,水利這些受到季節影響很大,核能不能快速調節輸出功率,必須穩定運行,這也是很大的詬病。

目前的解決方案就是靠火力發電,用煤炭來進行峰谷調節,這導致CO2排放比較高,環境污染代價高,在中國承諾碳排放以后,這就是個問題了,要減少碳排放。

那么可行的路徑是2個
1、有足夠好的儲能設施,這些綠色能源在高峰期發出來的電能可以大規模儲存,以便調節峰谷。
2、找到新的能實時快速調節輸出的綠色能源

從兩方面考慮,核聚變都不是最優解,核聚變一樣很難調節輸出功率,也需要穩定運行,所以最優解還是找到電能儲能方案最好。氫能源應該只是替代火力發電做補充的過渡方案。


6#
發表于 2022-4-7 11:14:13 | 只看該作者
現在有一個發展方向,用氨氣儲存,氨是相對比較容易液化的。
使用的時候用催化劑就可以分解為氫和氮,邊用邊生成。
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