Водородная энергетика имеет множество преимуществ в производительности
2025-03-22
Водород, который появляется на Земле в основном в химическом состоянии, является наиболее распространенным веществом во Вселенной, составляет 75% массы Вселенной, а также имеет преимущества хорошей теплопроводности, нетоксичности и высокой калорийности на единицу массы. При той же массе он содержит примерно в три раза больше тепла, чем бензин. Водородная энергия возлагает большие надежды на глобальные меры по борьбе с изменением климата и сокращению выбросов углерода, главным образом из - за ее многочисленных преимуществ.
1)Экологически дружественный: В отличие от традиционных ископаемых видов топлива, водород при преобразовании в электричество и тепло производит только воду и не выбрасывает парниковых газов или мелкой пыли, что соответствует глобальной цели сокращения выбросов углерода.
2) Эффективность: Водород является высокоэффективным типом энергии, и каждый фунт топлива может передавать большое количество энергии по сравнению с дизельным топливом или бензином. Плотность энергии водорода высока, удельная масса тепла примерно в 4 раза выше, чем у угля, в 3,1 раза выше, чем у бензина, и в 2,6 раза выше, чем у природного газа. По сравнению с обычными электростанциями на основе сжигания, которые обычно вырабатывают электроэнергию с эффективностью от 33% до 35%, водородные топливные элементы могут вырабатывать электроэнергию с эффективностью до 65%, главным образом благодаря переходным характеристикам топливных элементов, которые преобразуют химическую энергию непосредственно в электрическую энергию без промежуточного преобразования тепловой и механической энергии (генераторов).
3) Способы хранения и транспортировки разнообразны: возобновляемые источники энергии, такие как фотоэлектрическая и ветроэнергетическая энергия, в последние годы быстро развиваются, установленное количество постоянно улучшается, но они также имеют волатильность и прерывистость и другие короткие пластины. Хранение энергии водорода может использовать возобновляемые источники энергии для производства водорода, а затем храниться в газообразном, жидком состоянии в резервуарах высокого давления или в твердом состоянии в материалах для хранения водорода, может стать важным средством решения таких проблем, как регулирование пиков сети и « выброс ветра», « выброс света».
4) Широкий спектр применений: водородная энергия может использоваться как для выработки электроэнергии на топливных элементах, применяется в автомобилях, поездах, судах и авиации и других областях, а также может быть введена в производство отдельно в качестве топливного газа или химического сырья, а также может быть применена к сжиганию водорода в газопроводах для отопления зданий и так далее.
В настоящее время развитие водородной энергетики по - прежнему сталкивается с рядом проблем, таких как высокая стоимость водородной энергии и трудности с хранением и транспортировкой, но в долгосрочной перспективе водородные энергетические мощности могут быть более мощными, чем другие возобновляемые источники энергии. С точки зрения стабильности, хранения энергии, доступности, сферы применения и других аспектов сравнения, водородная энергия - это высококачественная энергия, которая может использоваться в течение длительного периода времени, охраны окружающей среды, широкого диапазона применения (отопления, электропитания, топлива и т. Д.), относительно удобного хранения и транспортировки, получения широкого спектра источников.
Диаграмма 4: Сравнение водородной энергии с другими новыми источниками энергии
| Энергия водорода | Другие новые источники энергии | |
|
Стабильность |
1) Без географических ограничений
2) Без ограничений по времени (без учета прерывистости и волатильности получения) |
1) Солнечная энергия и энергия ветра являются прерывистыми и волатильными
2) Необходимо учитывать фазы волновой долины, которые сильно зависят от погоды и времени 3) Давление на электросети больше |
|
Энергосбережение |
1) Наличие трех форм хранения газожидкостной твердости, техническая зрелость носителя может обеспечить большую емкость и безопасное хранение энергии
2) Без ограничений по времени (долгосрочное хранение не влияет на качество и работоспособность) |
1) Единая и ограниченная форма хранения (требует преобразования в электрическую резервную энергию или вблизи источника)
2) Имеются временные ограничения (хранение имеет циклический характер, и чрезмерное время влияет на качество и плотность энергии) |
| Доступность | Доступ к различным источникам: ископаемое топливо, возобновляемые источники энергии, электролитическая вода и т.д. могут производить водород | Приобретение в основном зависит от преобразования природных ресурсов ветра, солнца и воды, по сравнению с меньшим количеством источников энергии водорода |
|
Сфера применения |
Водород может использоваться как в качестве топлива, так и в качестве источника энергии: транспорт (топливные элементы); Промышленные области, такие как металлургия, химическая промышленность (использование в качестве топлива); Сфера строительства (топливные элементы); Электроэнергия |
Ветровая и фотоэлектрическая энергия в основном используется для производства электроэнергии |
| Масштабы | Ежегодное производство водорода составляет около 33 миллионов тонн. | К 2022 году ветровая и фотоэлектрическая энергия Китая достигнет 1,19 трлн кВтч |
|
Прочее |
1) Может быть преобразована в водородные станции на основе существующих заправочных станций, с высокой эффективностью и низкой стоимостью
2) Имея основу и преимущества для поставки сырья, можно быстро реализовать сероводородный режим, а затем синхронно исследовать сине - зеленый водород 3) Промышленная цепочка производства водорода и модель поставок природного газа примерно одинаковы, большая реализация посадки |
1) Занимает большую площадь, не может быть крупномасштабной укладки оборудования в городе
2) Требуется перезакладка оборудования, высокая стоимость, относительно низкая эффективность 3) Географически ограниченный выбор местоположения, подверженный неблагоприятному воздействию на местную водную и почвенную среду |
