浅谈氢成为未来燃料的原因
发布时间:2020-02-06
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随着全球变暖和碳排放成为头条新闻,各国纷纷转向氢动力技术,将其作为一种安全、清洁和廉价的化石燃料替代品

日本首现氢能奥运火炬


日本东京奥运会和残奥会火炬传递期间,将会利用新一代能源,氢气,点燃主火炬。如果可以实现的话,2020年东京奥运会则是世界首个利用可替代能源点燃火炬的奥运会。

2020年东京夏季奥运会将大规模使用氢燃料技术,从运动员村的氢燃料电池供电,到为燃料电池汽车建造的160多个加氢站。作为接受和发展氢动力技术的先驱者,日本正在寻求各种途径,以期到2050年将排放量减少到目前水平的十分之一以下。这项技术的好处并没有被国际能源界忽视,包括日本,在2019年于日本大阪举行的G20峰会上,氢成为了中心议题。从使货物运输无碳,到方便地使用便携式氢“胶囊”。

这里浅谈一下为什么氢是一种安全、清洁和廉价的替代品,是当之无愧的“未来燃料”。

道路上的零排放



交通运输业严重依赖化石燃料作为能源,其二氧化碳排放量占全球总排放的20%,令人震惊。

氢动力汽车可能是解决这一问题的答案,因为燃料电池汽车使用氢气来驱动电动马达,只排放热量和水。在中国,氢动力交通工具越来越受欢迎,目前有1500多辆燃料电池汽车在大街上行驶。中国电动汽车经济的先行者万钢预测,氢动力汽车将不仅是中国的未来交通工具,也将是世界的未来交通工具。考虑到重型卡车每年产生近25亿吨二氧化碳,氢动力技术也可以在长途公路货运脱碳方面发挥重要作用。


水氢产业联盟旗下的上海合既得与山东潍氢公司联手进行产业化中的水氢动力模块AH7500,是专门为电动车研发的一套注重安全性、实用性和环保性的供电系统,由动氢模块、发电模块及智能控制模块组成,动氢模块以甲醇水为原料进行催化重整制氢并提纯,发电模块利电,智能控制模块则实现在同一系统中即时制氢并发电,整个制氢发电过程均为电化学反应。具有体积小、寿命长、效率高、性能稳定、运行时间长、安全环保等特点。

水氢汽车直接利用水氢动力模块为电动机供电,从而为汽车提供动力,水氢动力模块替代了传统电动汽车中的锂电池,只要原料箱中有充足的水氢原料即可保证水氢汽车的续航能力。

更大的驾驶范围


氢燃料电池汽车拥有更长的行驶距离,可以在较短的时间内完成燃料补充,并以较低的能量行驶更长时间。在中国,氢动力公共汽车一箱氢气可以行驶500公里以上,这比电动公共汽车200公里的续航里程要多得多。纯电动车遇到了两个硬核问题:续航卡在下一代锂电池技术突破;能量密度卡在物理化学的极限。

氢燃料汽车避免了纯电车的短板,反而与传统燃油车的特性很像,例如:氢气的能量密度比燃油大,比锂电池高上百倍;加氢与加油都只需要三五分钟。

工业除碳


长期以来,炼钢和化学生产行业一直被认为是高排放行业,这使得工业部门大量依赖化石燃料。但是氢技术正在慢慢地改变着这一切,该行业正在转向使用电解氢作为化石燃料的替代品。

在炼钢行业,突破性技术的发展催生了大量有前途的项目,在瑞典,钢铁生产公司Hybrit正在开发世界上第一座无化石燃料的氢钢铁厂,其目标是利用生物燃料生产铁矿石颗粒。国际能源署在最近的一份报告中表示,随着越来越多的行业采用氢,到2030年,利用可再生能源产氢的成本可能会变得可以承受。

成功使用在太空旅行中


与人们的普遍认知相反,利用氢能并不是什么新鲜事。早在20世纪60年代,美国国家航空航天局(NASA)就使用氢作为火箭推进剂和燃料电池单元来操作太空中的辅助动力系统。燃料电池系统在双子星计划中得到了验证和改进,燃料电池后来被成功应用于阿波罗计划,为人类登月历史添上了不可缺少的重要一笔。


就在那十年里,国际知名的美国工业设计师布鲁克斯·史蒂文斯(Brooks Stevens)推出了“乌托邦”概念车,这是一系列由氢燃料电池推进的汽车,彻底改变了汽车工业。

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