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【95996868九五至尊vi】发展燃料电池汽车,氢气从哪里来?

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  【95996868九五至尊vi】发展燃料电池汽车,氢气从哪里来?


  许多朋友问笔者,发展燃料电池汽车,氢气从哪里来?我一直在寻找答案,还是认为不太理想。于是静下心来,找资料,归纳分享。


  一、氢气从哪里来?


  原则性回答是:发展燃料电池汽车,需要成规模氢气供应,这是必然的。大自然里没有氢气,这是常识。如果不能保障氢气,发展氢燃料电池就没有意义。目前已经找到资料介绍说,通过工业上制“氢”是基本途径,主要有:


  ①电解“氢”。这是中学里就学过的知识,许多人也做过这个实验。许多专家介绍利用太阳能、风能等自然能量进行水的电解,可行实现工业化生产;


  ②从化工副产物中提取氢气。许多专家也介绍说,武钢等炼钢过程中会产生富“氢”,这个专家们纷纷推荐的;


  ③采用来自生物的甲醇甲烷制取氢气。目前有一些专家在研制车载制氢技术和装备;


  ④其他采用化石燃料制取氢气。专业性很强,比较复杂。


  以上并没有回答这些制氢技术和方法,能不能满足发展氢能汽车推广应用的需要。


  二、可以工业化制氢方法,来保障氢能汽车推广应用


  发展燃油汽车,前提是有充足的汽油、柴油资源;发展天然气汽车,其前提是有充足的天然气资源;发展电动汽车,其前提是有丰富的“电”资源。同理,发展燃料电池汽车,前提也必须是有满足要求的“氢气”。满足要求,基本上有两层意思,一是氢气生产是可以工业化的;二是以工业化生产的“氢气”质量是能满足燃料电池发电要求,且能保障供应。工业化制氢设备及设施。


  1)焦炉气中取纯氢法


  许多专家认为,我国工业副成品(如:焦炉气)的富氢比较充足,这是我国要发展燃料电池汽车要的氢气来源之一,工业副成品富氢生产过程。


  焦炉气是炼焦行业的副产品。我国是世界上第一钢产大国,焦炉气含有富氢(纯度含量比较大的氢气),目前焦炉气没有充分利用起来。发展氢能汽车,可以带动焦炉气提纯工业;发过来说,焦炉气提纯工业起来了,氢能汽车用氢,供应上就有基本保障。


  ①原理是:利用固体吸附剂对气体的吸附,利用吸附具有选择性,以及气体在吸附剂上的吸附量随其分压的降低而减少的特性,实现气体混合物的分离和吸附剂的再生,达到生产纯制氢的目的。


  ②悖论:是先发展焦炉气提纯工业?还是先发展氢能汽车工业。这与传统汽车发展过程是不同的,传统汽车发展,油是有保障供应的。


  2)天然气制氢法


  ①天然气制氢的原理


  在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下,天然气中烷烃和水蒸汽发生化学反应。


  ②天然气制氢工艺


  天然气经过沸锅换热、进人变换炉使CO变换成H2和CO2。再经过换热、冷凝、汽水分离,在程序控制下,将气体依序通过装有3种特定吸附剂的吸附塔,由变压吸附(PSA)升压吸附N2、CO、CH4、CO2,提取产品氢气。


  ③悖论:


  i)天然气是化石燃料,从工艺流程上看,生产过程会排出二氧化碳等温室气体,导致燃料电池环保价值降低;


  ii)天然气已经成功用于汽车,如压缩的天然气汽车、液态的天然气汽车。天然气汽车相比燃油汽车是比较清洁的汽车,目前天然气汽车发展空间还有比较大。基于这一点,把天然气转换氢气,再用于汽车用,逻辑上说不过去。


  3)电解制氢法


  电解制氢法,大家都理解。但是电解制氢工业生产,要有充足电和水做为前提条件。如用山区(高原)风能(太阳能)发电来电解制氢,但是没有充足的水资源保障;如海边风能发电和海水来电解制氢,还比较可行。但是这样制造出来的氢,如何运输到汽车集中使用的地方?


  ①电解制氢过程


  电能、风能发电制氢法过程:


  ②悖论


  i)电能、风能发电来电解制氢,是对电能、风能发电来说,是一个出路,但是生产来氢,氢能如何有效供给汽车用?


  ii)如果用电网电来电解制氢,目前电电动汽车已经成规模了,当务之急,如何给电动汽车充电,而不是把电解氢,给燃料电池发电。


  4)甲醇裂解制氢法


  (1)甲醇裂解制氢的工艺过程


  是甲醇和盐水按一定的配比混合,加热至270℃左右的混合物蒸汽,在催化剂(Cu-Zn-Al)或者(Cu-Zn-Cr)的作用下,发生催化裂解和转化反应。甲醇裂解制氢工厂工艺流程。


  (2)车载甲醇裂解制氢困难重重


  甲醇裂解制氢要有热源, 车载甲醇裂解制氢困难之一热源如何供给? 其工艺复杂,简化流程,如果保障车载甲醇裂解制氢的纯度,纯度不达标的氢气,燃料电池不能用,否则燃料电池系统寿命严重折寿。


  5)四种工业化制氢方法比较


  石油类、天然气或煤为原料造气来分离制氢需庞大投资,“相当于半个合成氨”,只适用于大规模用户。对中小用户电解水可方便制得氢气,但能耗很大,每立方米氢气耗电达~6度,且氢纯度不理想,杂质多,甲醇裂解制大规模生产,规模也受到限制。以上四种工业化制氢方法有优、缺比较。


  6)氢气在工业上有着广泛的用途


  近年来,由于精细化工、粉末冶金、油脂加氢、林业品和农业品加氢、生物工程、石油炼制加氢等的迅速发展,对纯氢需求量急速增加。


  发展氢燃料清洁汽车,一定会让其他工业争抢“氢气”源,再进一步分析,把稀缺的“氢气”烧掉,是不是不划算?


  7)制氢有多种途径,但是对汽车而言都不太理想


  ①天然气制氢和焦炉气制氢均适用于大规模制氢,但也均受限于原料的供应,并且具有污染性,而天然气制氢,依然需要化石燃料作为原料。


  ②焦炉气制氢利用的是炼焦的副产物,但如何去除其中的污染物,目前还没有科学而经济可行的办法;


  ③甲醇裂解制氢具有投资低、建成快、无污染等特点,并且甲醇作为原料可以更为灵活,但甲醇裂解制氢难以进行大规模的生产。


  8)对氢能汽车更关心是加氢站在哪里?


  据介绍,国内加氢站已经有4个,分别是2006年建成的北京加氢站,2008年建成的上海安亭加氢站,2011年建设了简易的加氢站,2015年最新建成的郑州宇通加氢站。上海安亭加氢站始建于2007年11月。


  目前,我国还没有加氢站长期规划,不过我国加氢站的设计建造和氢气的运输存储都制订了严格的标准。发展燃料电池已经国家层面战略规划,接下来有关如何发展轻能产业,如氢气产业的布局(生产厂家、运输、加氢站)会一步一步展开的。


  三、总结


  发展发展燃料电池汽车,氢气从哪里来?目前主机厂的重心,还是把自己专业层面的技术难题解决到位。燃料电池汽车规模起来了,氢气从哪里来?会有那一个行业的企业去研究和思考的。目前燃料电池汽车规模很小,对氢气从哪里来,主机厂还不用太担心。(转载)