氢的概念:未来可期的二次能源
氢,化学元素符号为H,在元素周期表中位于首位,是最轻的元素,也是宇宙中含量最多的元素,大约占据宇宙质量的75%。在地球上,自然条件形成的单质相对罕见,因此,氢能作为一种二次能源,与煤、石油、天然气等传统的化石能源不同,难以直接从自然界获取。既然如此,氢能为何又成为了燃料呢?

这是因为氢的热值很高(120.0MJ/kg),是同质量焦炭、汽油等化石燃料热值的2–4倍,也就是说燃烧相同质量的燃料时,氢所产生的热量是焦炭、汽油等化石燃料的2–4倍;同时氢能具有能量密度高、存储形式多样的特点,可以调配太阳能、风能等作为能源载体。
最重要的一点是,氢气仅仅含有氢元素,因此燃烧的产物中只有水,而传统的化石燃料因为含有碳元素,所以燃烧时会产生大量的二氧化碳。因此氢气作为燃料可以彻底实现零碳排放,在“绿色环保”方面意义重大,被视为 21 世纪最具发展潜力的绿色二次能源。
据国际氢能委员会预测,到2050年,氢能将承担全球18%的能源终端需求,创造超过2.5万亿美元的市场价值。以上种种,足以见得氢能的重要性。
尽管氢能作为燃料有着如此丰富的优势,但关于它的开发和利用,却又充满着诸多挑战。氢能的开发和利用,可以分为制取、储运和终端使用三个环节。需要每个环节同时进步,战胜各自的技术壁垒,才能实现氢气的最终利用。
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