清潔能源_氫能_

1、會(huì)計(jì)學(xué)1清潔能源清潔能源_氫能氫能_2氫能氫能氫能的利氫能的利用現(xiàn)狀用現(xiàn)狀氫能的一氫能的一般特性般特性氫能的儲(chǔ)氫能的儲(chǔ)存與運(yùn)輸存與運(yùn)輸氫能的氫能的生產(chǎn)生產(chǎn)什么是什么是氫能氫能氫能的氫能的限制限制4 中國(guó)中國(guó)2005年的一次能源需求總量年的一次能源需求總量 （其它指交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)及未指明的行業(yè)）（其它指交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)及未指明的行業(yè)） 67名稱名稱氫氣氫氣甲烷甲烷汽油汽油乙醇乙醇甲醇甲醇燃燒值燃燒值 / kJ kg-1121, 06150, 05444, 46727, 00620, 2548表表3-1 幾種物質(zhì)的燃燒值幾種物質(zhì)的燃燒值 燃燒熱值高燃燒熱值高 高于所有化石燃料和生物質(zhì)

2、燃料高于所有化石燃料和生物質(zhì)燃料為什么氫是永恒的能源？為什么氫是永恒的能源？燃燒穩(wěn)定性好燃燒穩(wěn)定性好 燃燒充分燃燒充分910111213一次能源一次能源 二次能源二次能源 最終用戶最終用戶 太陽(yáng)能太陽(yáng)能風(fēng)能風(fēng)能海洋能海洋能地?zé)崮艿責(zé)崮芷?、飛機(jī)、汽車、飛機(jī)、船舶船舶電電 力力氫氫 氣氣工業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、民生民生制氫制氫發(fā)電發(fā)電燃料電池燃料電池電解水電解水圖3-1 設(shè)想中的21世紀(jì)能源結(jié)構(gòu)體系1415161718192021在在“氫經(jīng)濟(jì)氫經(jīng)濟(jì)”的的，氫主要從礦物燃料中獲得，氫主要從礦物燃料中獲得223.1.1 化石燃料制氫技術(shù)化石燃料制氫技術(shù)232425CH4 + H2O = CO + 3

3、H2 H = + 49 kcalmolCH4 + 1/2 O2 = CO + 2H2 H = - 9 kcalmol自熱重整自熱重整(ATR)反應(yīng)：反應(yīng)：CH4 + xO2 + (22x) H2O = CO2 + (42x) H2262728煤煤氣化氣化煤氣凈化煤氣凈化H2提純提純CO變換變換H2產(chǎn)品產(chǎn)品氣化劑氣化劑灰渣灰渣副產(chǎn)品硫副產(chǎn)品硫尾氣尾氣水蒸汽水蒸汽副產(chǎn)副產(chǎn)CO2煤氣化制氫技術(shù)工藝流程煤氣化制氫技術(shù)工藝流程 2930 煤炭地下氣化原理圖煤炭地下氣化原理圖 3233電解水制氫的方法電解水制氫的方法3435363738394041燃燃 料料氣態(tài)氣態(tài)(20、1 atm)液態(tài)液態(tài)(沸點(diǎn)、沸點(diǎn)

4、、1 atm)絕對(duì)值絕對(duì)值 / kg m-3相對(duì)于氫相對(duì)于氫絕對(duì)值絕對(duì)值 / kg m-3相對(duì)于氫相對(duì)于氫氫氫 氣氣0.091.0070.81.0甲甲 烷烷0.658.13422.86.0汽汽 油油4.455.0700.09.9幾種常用燃料的氣態(tài)和液態(tài)下的密度幾種常用燃料的氣態(tài)和液態(tài)下的密度 422.1 氫氣儲(chǔ)存和輸運(yùn)中的考慮氫氣儲(chǔ)存和輸運(yùn)中的考慮432.2 氫氣的儲(chǔ)存和輸運(yùn)方法氫氣的儲(chǔ)存和輸運(yùn)方法44 Linde水冷液氫儲(chǔ)罐實(shí)際產(chǎn)品及裝配汽車照片水冷液氫儲(chǔ)罐實(shí)際產(chǎn)品及裝配汽車照片 45美國(guó)美國(guó)QUANTUM公司開發(fā)的第公司開發(fā)的第4類車用壓力儲(chǔ)氫裝置類車用壓力儲(chǔ)氫裝置 46儲(chǔ)氫介質(zhì)儲(chǔ)氫介質(zhì)氫

5、原子密度氫原子密度/1022個(gè)個(gè) cm3儲(chǔ)氫儲(chǔ)氫相對(duì)密度相對(duì)密度含氫量含氫量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%標(biāo)態(tài)下的氫氣標(biāo)態(tài)下的氫氣0.00541100氫氣鋼瓶氫氣鋼瓶(15 MPa)0.81150100-253液氫液氫4.2778100LaNi5H66.21,1481.37FeTiH1.955.71,0561.85MgNiH45.61,0373.6MgH26.61,2227.65某些金屬氫化物的儲(chǔ)氫能力某些金屬氫化物的儲(chǔ)氫能力 484950513.1 氫的應(yīng)用概述氫的應(yīng)用概述氫能的利用航天飛機(jī)的高壓補(bǔ)燃?xì)?氧發(fā)動(dòng)機(jī)5758596061福特汽車公司FocusH2RV氫發(fā)動(dòng)機(jī)轎車燃料電池v燃料電池由正極

6、、負(fù)極和夾在正負(fù)極中 間的電解質(zhì)板所組成；66 燃?xì)廨啓C(jī)裝置示意圖燃?xì)廨啓C(jī)裝置示意圖 68燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域69氫氣在燃?xì)廨啓C(jī)中的應(yīng)用氫氣在燃?xì)廨啓C(jī)中的應(yīng)用7071n其次，氫發(fā)動(dòng)機(jī)可以靠空氣燃料混合比的濃度調(diào)節(jié)動(dòng)力輸出其次，氫發(fā)動(dòng)機(jī)可以靠空氣燃料混合比的濃度調(diào)節(jié)動(dòng)力輸出，不需要節(jié)流閥。這樣做最大的好處是提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的整體效，不需要節(jié)流閥。這樣做最大的好處是提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的整體效率，因?yàn)椴淮嬖谌剂媳弥辛髁康膿p失，稀薄燃燒的效率較高也率，因?yàn)椴淮嬖谌剂媳弥辛髁康膿p失，稀薄燃燒的效率較高也起了一定的作用。起了一定的作用。72737475767778H2CH4C3H8汽油汽油著火限著火

7、限著火下限著火下限/%45.3/3.82.11著火上限著火上限/%7515107.8最小著火能最小著火能0.020.290.30.24自燃溫度自燃溫度/最小最小520630450228470熱空氣注入熱空氣注入6401040885鎳鉻電熱絲鎳鉻電熱絲75012201050 燃料的燃燒特性燃料的燃燒特性 80燃料的爆炸特性燃料的爆炸特性H2天然氣天然氣C3H8汽油汽油爆炸限爆炸限下限下限(空氣中的體積空氣中的體積)1318.36.33.11.1上限上限/%5913.573.3燃燒速度燃燒速度/cm s-1270374730爆炸能爆炸能單位能量單位能量/g TNT kJ-10.170.190.21單位體積單位體積/g TNT m-32.027.0344.22最大的安全間隙最大的安全間隙/cm0.0080.120.074