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氢是好能源 or 坏能源?

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发表于 2022-4-6 15:19:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
氢是好能源,甚至可能是最清洁的能源。其制备原理非常简单,工艺也有已经成熟的规模化生产技术(AEC,碱性电解),有在快速发展的下一代技术(PEM,质子交换膜电解;SOEC,固体氧化物电解),可以与风光电厂完美结合,就地解决消纳、储能等一系列高效利用绿电的问题。也就不奇怪,为何氢能在国家未来能源规划中占据如此地位了。

信息来源:公开资料整理 l 果壳硬科技制表


可氢也是一种坏能源,坏到当前产业面临的困难远比应用它带来的好处要多得多。首先氢是一种极难储存的物质,其临界温度极低,为-239.9℃(作为对比,氧气的临界温度为-118.95℃),而维持这种低温意味着很高的能耗,导致氢气目前只能依赖高压气体钢瓶这种相对低效的方式转运,运输成本居高不下。同时,氢作为自然界最轻的元素,其分子穿透力极强,很容易发生泄漏,且对金属物质还有一定的腐蚀性,对储氢罐与运输管道(特别是接缝位置)的材料选择提出了很高要求,而性能如此优秀的材料必然不会便宜,如何高效中长期储氢是行业的长期难题。氢气还是一种非常危险的物质,极端易燃易爆,而这搭配易泄露的特征,导致必须将安全标准维持在极高水平,而这又是一笔开支。

临界温度:每种物质的一个特定温度,即物质以液态形式出现的最高温度。在这个温度以上,无论怎样增大压强,气态物质不会液化。换言之, 临界温度越低,越难液化,储存难度就越大。

信息来源:公开资料整理 l 果壳硬科技制表


除了储运问题,氢能虽然单位质量的能量密度不错(高达142MJ/kg,标准煤为20.8MJ/kg),但单位体积的能量密度却十分糟糕,而作为一种密度极低的物质,这才是对氢更为重要的一项指标。液态氢的能量密度约为2.4千瓦时每升(汽油的能量密度为9千瓦时每升),而这已经是最为理想的数据,考虑到大部分情况下氢气并不能以液态方式转运,进一步降低了其经济效益。

总的来说,氢能现阶段尚未解决基本的储运,而中长期的储存更是困难重重。当前的一些技术路线,包括甲醇、金属吸附等要么不具备规模化能力,要么极端不成熟,均不符合对氢能的长期规划。而这决定了无论氢能产业是否能解决生产成本的问题,氢能都不具备大规模推广的基本前提——没有低成本的可靠储运技术,大规模的氢能相关基建工程同样意义不大,至少经济性不高。

这就促使行业放宽视野,寻找一种和氢类似,制备工艺比较简单、生产过程碳排放低、效率可接受、副产物清洁,同时还要易储易运输的物质。

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发表于 2022-4-6 18:24:40 | 显示全部楼层
氢是好能源,如果真这样,哪完蛋,氢这玩意可以制成炸弹,空气炸弹,比如在一个地下车库,用10辆车,放出氢气,当达到浓度,引爆,能炸死过W人,当引爆后,同车库全爆,氢能源不可能用在车上,起码安全性太差,鼓吹的人都说好,实际应用性能差,氢的分子又小,对存储要求太高,现有技术根本不行,
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发表于 2022-4-6 21:47:58 | 显示全部楼层
感觉下个牛逼的能源赛道就一条 核聚变,核聚变能干啥,发电还有其他的了吗?但是电池技术除非有质的突破,要不然电动车也难以很好的发展。然后就是考虑电解氢气,要不然有更好的电解能源产物代替也行,储量要大,污染小。
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发表于 2022-4-7 10:24:00 | 显示全部楼层
最好的能源,是发条,给汽车上个发条,加油站改成拧发条的
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发表于 2022-4-7 11:09:30 | 显示全部楼层
什么是好,什么是坏呢?如果大规模采用,那么正中日本下怀,他们高兴坏了。

没有好坏,只有取舍。

背景是什么?我们来分析下
当前电力系统最大的问题就是峰谷问题,高峰用电量是低谷的好几倍,白天是晚上的一倍多,季节差异极大,还受到外贸订单,工厂开工率等影响。
从总需求来说,现代社会越来越依靠电能,未来需要不断补充供给。

目前的能源里面,风能,太阳能,水利,核能这些绿色能源都有一个很大的问题,就是峰谷不能调节,风能,太阳能,水利这些受到季节影响很大,核能不能快速调节输出功率,必须稳定运行,这也是很大的诟病。

目前的解决方案就是靠火力发电,用煤炭来进行峰谷调节,这导致CO2排放比较高,环境污染代价高,在中国承诺碳排放以后,这就是个问题了,要减少碳排放。

那么可行的路径是2个
1、有足够好的储能设施,这些绿色能源在高峰期发出来的电能可以大规模储存,以便调节峰谷。
2、找到新的能实时快速调节输出的绿色能源

从两方面考虑,核聚变都不是最优解,核聚变一样很难调节输出功率,也需要稳定运行,所以最优解还是找到电能储能方案最好。氢能源应该只是替代火力发电做补充的过渡方案。


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发表于 2022-4-7 11:14:13 | 显示全部楼层
现在有一个发展方向,用氨气储存,氨是相对比较容易液化的。
使用的时候用催化剂就可以分解为氢和氮,边用边生成。
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