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2025-04-19 3 新能源及电力行业报告
纵观人类能源发展史,从最初的炭(C)到石油(—CH2—)和天然气(CH4),能源形 式中含氢量剧增,实现低碳及无碳能源消费是必然趋势。 炭、石油和天然气都是典型的化石燃料,燃烧产物主要有二氧化碳(CO2)、硫 的氧化物(SOx)、氮的氧化物(NOx)、挥发性有机碳化物(VOC)、一氧化碳 (CO)和微小的颗粒物。其中,CO2 是一种温室气体,被认为是导致全球气 候变暖的主要原因。SOx 和 NOx 会造成区域性酸沉积。空气中 NOx、CO 和 VOC 反应会形成臭氧,其高氧化性会引起呼吸道疾病,造成农作物减 产甚至破坏植被。微小的颗粒物引起的问题更大,会引起呼吸道和心血管 疾病,甚至癌症。近年来每到入冬季节人们都深受雾霾困扰,颗粒物 PM2.5 是罪魁祸首。有研究表明,黑色的炭颗粒也会增强全球变暖趋势。
化石燃料属于一次能源,用完后不可再生,因此面临着枯竭的危险。 因争夺化石能源造成的地区不安定,包括战争的频频出现,也促进了各种替 代能源的高速发展。 零排放的氢将成为未来能源的载体。氢是一种真正的清洁能源,其燃烧产物是 水,尤为重要的是不会产生任何污染物。氢有以下优点: (1) 能量密度极高:达到 39.4kWh/kg,约为汽油的 3 倍,焦炭的 4.5 倍, 用高储能密度的氢储存能量具有得天独厚的优势。 (2) 资源丰富:宇宙中大于 90%(原子分数)或者 75%(质量分数)是由氢构成 的; (3) 可由水制取:水是地球上最为丰富的资源,全球约有 70%的面积覆盖着水。相对于电能而言,氢气具有能源和原料的双重属性。在能源领域,氢气可以通 过燃料电池、氢内燃机等技术进行能量转换。其中,燃料电池是氢气能源应用 的主要方向。在燃料电池中,氢气作为反应物与氧气反应,产生电能作为输 出。燃料电池主要应用于交通和储能领域。
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