氢是一种化学元素,在元素周期表中位于第一位。氢通常的单质形态是氢气。它是无色无味无臭,极易燃烧的由双原子分子组成的气体,氢气是最轻的气体。
人们越来越重视能源和环境问题,清洁能源的开发和利用已经成为全球各国发展的重要方向。目前,世界许多国家都将氢能作为战略性能源来发展,由于其具有零污染、高效率、来源丰富、用途广泛等优势,备受环境污染困扰的诸多国家都将氢能视为“未来能源”。
清洁度高
氢能源是可再生能源的一种,是清洁能源。
清洁能源,即绿色能源,是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源,包含的含义有两方面即可再生能源、非可再生能源。
可再生能源:消耗后可得到恢复补充,不产生或极少产生污染物。如氢能、太阳能、风能、生物能、水能、地热能等。
非可再生能源:在生产及消费过程中尽可能减少对生态环境的污染,包括使用低污染的化石能源(如天然气等)和利用清洁能源技术处理过的化石能源,如洁净煤、洁净油等。
能源的应用从最开始的草木发展到如今的风能、太阳能、核能、地热能等多种形式,使用过程的污染物排放逐渐降低,清洁能源成为人类能源使用的重要方向。
而且前已知的所有能源中,最为清洁的是氢能,氢气使用过程产物是水,可以真正做到零排放、无污染,被看做是最具应用前景的能源之一,或成为能源使用的终极形式。
氢能源优势
从不同能源的功率密度和用于发电时的建设成本方面考虑,氢能源都具有优势。
从物质能量密度角度看,氢能源高于汽油、柴油和天然气。数据显示,氢气功率密度几乎时其他化石燃料的3倍多。
从发电建设成本来讲,氢能源发电建设成本最低。
数据显示,氢气发电建设成本仅580美元/KW,在风能、天然气、光伏、石油、生物质能发电等众多方式中成本最低。
氢能源应用的阻碍
目前,虽然氢气在理论层面相较于其他能源具有功率密度优势,且用于发电时建设成本较低,但在大规模推广应用时仍有不少障碍需要克服。
阻碍1、使用的便利度不够高
目前,氢能的应用正在加快推进中,但加氢难成为一个关键。因设备与技术的要求,加氢站的建设运营成本远高于加油站和充电站,加氢站的高成本使得它未能更广的覆盖。目前,已有的加氢站数量不足以完全满足商业化应用的需求,这也不利于氢能的推广应用。
阻碍2、分布式使用场景下,综合成本更高
氢能源的清洁利用主要是通过燃料电池,而燃料电池应用在分布式应用场景中与其他替代方式相比成本较高。
氢能源作为燃料电池最广泛的应用之一就是氢燃料电池汽车。以氢燃料电池汽车为例,燃料电池技术含量高,使汽车的成本高。其次,燃料电池汽车比其它汽车更为紧密,因此维护成本更高。此外,氢气在制备、储存、运输等过程中技术要求高,同样带动了燃料电池汽车的使用成本。而前文提到的加氢站不足也将导致燃料汽车在能源方面的成本提高。