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一“氫”多“能”，氫能的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？

7月11日 13時(shí) 閱讀 29299

氫能是氫氣和氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)釋放出的化學(xué)能，氫氣并不能直接從自然界中獲取，因此氫能屬于二次能源。

提起氫能源，你能想到什么？是背誦過的元素周期表？還是氫燃料電池汽車？作為宇宙中最輕且含量最多的元素，氫有何特點(diǎn)？該如何獲得？一個(gè)視頻帶你走近氫能↓↓↓

綠色氫基能源是各行業(yè)深度脫碳的利器，據(jù)預(yù)測(cè)，我國(guó)綠氫需求在2030年、2040年、2050年和2060年將分別達(dá)到2300萬噸、6900萬噸、9100萬噸和1.2億噸，其應(yīng)用主要分布在工業(yè)、交通、電力和建筑四大領(lǐng)域。

工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用

工業(yè)目前是我國(guó)氫基能源最大的應(yīng)用領(lǐng)域。氫氣是重要的工業(yè)原料，已經(jīng)被廣泛用于合成氨、合成甲醇、石油化工和冶金等工業(yè)領(lǐng)域，在雙碳目標(biāo)的約束下，預(yù)計(jì)氫基能源在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用規(guī)模將快速增長(zhǎng)。

在化學(xué)工業(yè)中，氫氣是合成氨、甲醇等的主要原料之一；在煉油工業(yè)中，氫氣被廣泛用于對(duì)石腦油、粗柴油、燃料油、重油的脫硫、石油煉制、催化裂化以及不飽和烴等的加氫精制以提高油品的質(zhì)量；尼龍塑料、農(nóng)藥、油脂化學(xué)和精細(xì)化學(xué)品加工中都需要?dú)錃馍a(chǎn)相應(yīng)產(chǎn)品。

在電子工業(yè)中，氫氣主要用作保護(hù)氣體。電子材料、半導(dǎo)體材料和器件、集成電路及電真空器件生產(chǎn)中，都需要高純氫做還原氣、攜帶氣和保護(hù)氣。

在冶金工業(yè)中，有色金屬如：鎢、鉬、鈦等生產(chǎn)和加工中，使用氫作還原劑和保護(hù)氣。在硅鋼片、磁性材料和磁性合金生產(chǎn)中，也需要高純氫氣作保護(hù)氣，以提高磁性和穩(wěn)定性。粉末冶金生產(chǎn)中，薄板和帶鋼軋制中常用氫—氮做保護(hù)氣。

在油脂工業(yè)中，將液態(tài)油氫化為固態(tài)或半固態(tài)的脂肪，生產(chǎn)人造奶油或肥皂工業(yè)用的硬化油，可穩(wěn)定貯存，并能抵抗細(xì)菌的生長(zhǎng)，提高油的黏度。氫氣還用于動(dòng)植物油脂的硬化，如制造人造奶油、脆化奶油、潤(rùn)滑脂等。

輕工業(yè)中，如：石英玻璃、人造寶石的制造和加工、浮法玻璃生產(chǎn)中，都使用氫氣做燃燒氣或保護(hù)氣。此外，氫氣也可以作為汽輪發(fā)電機(jī)的冷卻劑。

交通領(lǐng)域應(yīng)用

化石能源清潔綠色替代是交通領(lǐng)域碳減排的路徑之一，綠色氫基能源作為交通燃料，可以應(yīng)用于公路交通、鐵路交通、航空、航海等多種場(chǎng)景，是未來交通運(yùn)輸行業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的有效途徑。

公路交通

近年來，氫燃料電池汽車發(fā)展迅速，與純電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)燃油車相比，燃料電池汽車具有溫室氣體排放低、燃料加注時(shí)間短、續(xù)航里程高等優(yōu)點(diǎn)，較適用于中長(zhǎng)距離或重載運(yùn)輸。當(dāng)前燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)政策也優(yōu)先支持商用車發(fā)展，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)燃料車以客車和重卡等商用車為主，乘用車主要用來租賃。

鐵路交通

氫能在鐵路交通領(lǐng)域的應(yīng)用主要是氫基能源燃料電池替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)為火車提供新的動(dòng)力來源，氫基動(dòng)力火車的優(yōu)點(diǎn)在于不需要對(duì)現(xiàn)有鐵路軌道進(jìn)行電氣化改造即可以實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)輸行業(yè)的減排，具有零排放、可持續(xù)、運(yùn)行效率高、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。

航空

航空業(yè)碳排量主要來自化石能源燃燒，氫能可以減少航空業(yè)對(duì)原油的依賴，減少溫室及有害氣體排放。

航運(yùn)

航運(yùn)業(yè)的碳減排主要取決于氫、氨等新型低碳技術(shù)和燃料的開發(fā)及商業(yè)化，氫動(dòng)力船舶基于燃料電池的氫能應(yīng)用模式，兼顧能源高效利用、零排放、船舶舒適度提升，可以適應(yīng)未來綠色船舶市場(chǎng)需求，并且具有廣闊應(yīng)用前景。

電力領(lǐng)域應(yīng)用

氫能源在電力領(lǐng)域的用途包括發(fā)電、儲(chǔ)能、遠(yuǎn)距離傳輸和供應(yīng)電力等。氫氣可以通過氫能源發(fā)電廠將氫氣轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)還可以通過太陽能電池板將氫能轉(zhuǎn)化為電能，或者通過燃料電池將氫能轉(zhuǎn)化為電能。

氫能發(fā)電可以用來解決電網(wǎng)削峰填谷、新能源穩(wěn)定并網(wǎng)問題，還可以提高可再生能源所發(fā)電力并網(wǎng)的穩(wěn)定性和電力系統(tǒng)安全性、靈活性，大幅降低碳排放。目前主要采用氫燃料電池發(fā)電技術(shù)與新能源耦合發(fā)電技術(shù)，使用燃料電池發(fā)電技術(shù)，可以減少對(duì)煤炭的使用，減少CO2的排放，且發(fā)電效率很高。

建筑領(lǐng)域應(yīng)用

建筑領(lǐng)域用能需求主要為供暖（空間采暖）和供熱（生活熱水），傳統(tǒng)的供暖供熱主要依靠煤炭和天然氣等化石能源的燃燒，將氫基能源作為未來建筑用能的主要載體可以有效促進(jìn)建筑領(lǐng)域低碳綠色發(fā)展。氫基能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用主要有天然氣管道摻氫和建筑熱電聯(lián)供系統(tǒng)。

（來源：科普熊貓、成都人民政府官網(wǎng)）

編輯：王文婧

責(zé)編：肖文翔

審核：楊春霞