氢能的主要优点和限制_清洁能源_综合智慧能源_地大热能

氢能的主要优点和限制_清洁能源_地大热能。氢能是公认的清洁能源，大约250年前人们就发现了氢，约150年前，氢就获得了工业应用。氢能作为一种高效、清洁、可持续的“无碳”能源，已得到世界各国的普遍关注，被誉为21世纪的能源。发展氢经济是人类摆脱对化石能源的依赖、保障能源安全的永久性战略选择。

氢位于元素周期表之首，原子序数为1，常温常压下为气态，超低温高压下为液态。氢的性质氢是自然界最多的元素，是宇宙中含量最高的物质，约占75%。地球上氢的来源也非常广泛，水、化石燃料和所有的生物体都含有氢，都可以用来生产用于能源用途的氢，与石油、天然气、煤等化石能源仅分布在世界少数地区不同，氢的生产不受时间和地域的限制，同时，氢能是一种二次能源，被人类利用后，还可以通过化石能源、可再生能源等再生产出来，真正成为人类取之不尽、用之不竭的可靠的可持续能源。

作为一种理想的新的合能体能源，它具有以下优点：
一、资源丰富

地球上的氢资源丰富，除空气中含有的氢气外，它主要是以化合物的形态贮存于水中。在水分子中，氢的重量占11％，而地球是“二山七水一分田”，水是地球的主要资源，地球表面的70%以上被水覆盖。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比世界上所有矿物燃料放出的热量还要大9000倍，即使在大陆，也有丰富的地表和地下水，水就是地球上无处不在的氢矿。

二、燃烧性能好，能量高

氢燃烧性能好，点燃快能量高。除核燃料外，它的燃烧热值，在所有的矿物燃料、生物燃料、化工燃料中名居榜首，每千克高达28900千卡，是汽油热值的3倍（见图1）。氢的发热值是目前所有燃料中最高的。氢的高能，使氢成为推进航天器的重要燃料之一

三、来源多样性
地球上的氢资源具有多样性，可以通过各种一次能源（可以是化石燃料、如天然气、煤、煤层气，也可以是再生能源，如太阳能、风能，生物质能、海洋能、地热）或二次能源（如电力）来开采氢矿。


四、环保低碳

氢能是最环保的能源，利用低温燃料电池，燃烧产物是水，无污染。氢本身无色、无臭、无毒，十分纯净，它自身燃烧后只生成水，而不会产生一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和颗粒尘粉等对人体有害的污染物质，而且它燃烧后所生成的水，还可继续制氢，反复循环使用。由电化学反应将氢能转化为电能和水，不排放CO2和NO2，没有任何污染，使用氢燃料内燃机也是显著减少污染的有效方法。

五、可储存性

氢能具有可储存性，就像天然气一样，氢可以很容易地大规模储存，这是氢能和电、热最大的不同。这样，在电力过剩的地方和时间，可以用氢的形式将电或热储存起来，这也使氢在可再生能源的应用中起到了其他能源载体所不能起到的作用。

六、损耗少，利用率高

利可以取消远距离高压输电，代以远近距离管道输氢，安全性相对提高，能源无效损耗减小。氢能取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高。

七、运输方便

氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益优于其他能源；

八、可再生性
氢由化学反应发出电能（或热）并生成水，而水又可由电解转化为氢和氧，如此循环，永无止尽。

由于氢能具有以上优点，可以同时满足资源、环境和持续发展的要求，是其他能源不能比拟的，所以备受青睐，当然也会存在一些缺点使其在利用时受到限制。

①、制氢成本高
氢气的制取都是从—次性能源转化而来，不能大量廉价地制取氢气。目前制取氢气的方法主要有：煤、焦碳气化制氢，天然气或石油产品转化制氢，各种工业生产的尾气回收或焦化厂、氯碱厂副产氢以及水电解制氢等。作为化工原料的含氢气体基本采用化石燃料制取，而作为工业氢气、石化行业加氢用的氢气，基本采用前面提及的含氢气体或工业生产的含氢尾气利用变压吸附法(PSA)或膜法分离或水电解法制取，这些制取方法国内外均有一定的成熟经验。但均需消耗很多能量，使制得的氢气价格较贵。
②、运输、贮存不方便
氢可以减轻燃料自重，但另一方面氢气可燃，在运输、贮存中碰撞或遇到高温或氢气不慎泄漏都可能导致火灾爆炸等危险。在使用中也存在安全隐患，点燃氢气前必须验纯，氢气燃烧迅速，使用过程中可能导致能源的浪费。

氢能的诸多优点，赢得了人们的青睐。一致认为，未来氢能源广泛应用将是一个重要的发展趋势。推动碳中和战略下低碳清洁氢气供应体系建设，也加快推进全球能源可持续发展的重要举措。