本書(shū)內(nèi)容共四章。第1章和第2章分別介紹了國(guó)內(nèi)外氫能源研究的最新動(dòng)態(tài)以及氫能源應(yīng)用的主要領(lǐng)域;第3章重點(diǎn)介紹了國(guó)際上氫能儲(chǔ)能和發(fā)電技術(shù)示范應(yīng)用項(xiàng)目的現(xiàn)狀;第4章介紹了氫能儲(chǔ)能發(fā)電過(guò)程中可能存在的技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵材料問(wèn)題,包括儲(chǔ)氫材料的篩選、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析、效率分析、技術(shù)匹配性分析等一系列問(wèn)題;在結(jié)束語(yǔ)附錄中對(duì)我國(guó)氫能儲(chǔ)能發(fā)電前景進(jìn)行了展望。
國(guó)內(nèi)也將發(fā)展氫能列入國(guó)家的重大發(fā)展項(xiàng)目之列,統(tǒng)一規(guī)劃發(fā)展氫能系統(tǒng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目
對(duì)國(guó)際上的氫能儲(chǔ)能發(fā)電示范應(yīng)用項(xiàng)目進(jìn)行了詳細(xì)的介紹
能源是人類社會(huì)賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),安全可靠和廉價(jià)的能源是經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定和持續(xù)發(fā)展的保障。現(xiàn)今,煤、石油、天然氣等不可再生能源消耗不斷加劇,且對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和破壞,大力發(fā)展清潔能源發(fā)電及其大規(guī)模并網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)將成為未來(lái)全球發(fā)展的趨勢(shì)。
氫能作為一種理想的能源,以其來(lái)源簡(jiǎn)單(來(lái)源是水)、污染排放(釋放是水)、可從風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電中高效轉(zhuǎn)化利用,是最有可能帶來(lái)能源革命性變革的新型清潔能源,也是促進(jìn)節(jié)能減排最具革命性的戰(zhàn)略發(fā)展資源。世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家和國(guó)際組織都對(duì)氫能源賦予極大的重視,紛紛投入巨資進(jìn)行氫能相關(guān)技術(shù)的研發(fā)。美國(guó)、日本、歐盟等更是致力于控制21世紀(jì)“氫經(jīng)濟(jì)”發(fā)展的制高點(diǎn)。“氫經(jīng)濟(jì)”已經(jīng)成為21世紀(jì)新的競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域。
氫能的一個(gè)重要應(yīng)用就是氫儲(chǔ)能發(fā)電,是通過(guò)將新能源(太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等)產(chǎn)生的多余電量用電解水制氫,并將氫氣儲(chǔ)存,在需要時(shí)通過(guò)燃料電池把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能,只要有源源不斷的水就能不斷發(fā)電。氫能發(fā)電具備能源來(lái)源簡(jiǎn)單、豐富、存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)、轉(zhuǎn)化效率高、幾乎污染排放等優(yōu)點(diǎn),是一種應(yīng)用前景廣闊的儲(chǔ)能及發(fā)電形式,可以解決電網(wǎng)削峰填谷、新能源穩(wěn)定并網(wǎng)問(wèn)題,提高電力系統(tǒng)安全性、可靠性、靈活性,并大幅度降低碳排放,推進(jìn)智能電網(wǎng)和節(jié)能減排、資源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。在氫儲(chǔ)能技術(shù)方面,歐洲的發(fā)展相對(duì)成熟,有完整的技術(shù)儲(chǔ)備和設(shè)備制造能力,也有多個(gè)配合新能源接入使用的氫儲(chǔ)能系統(tǒng)的示范項(xiàng)目。如美國(guó)、日本都將氫能發(fā)電作為電網(wǎng)新能源應(yīng)用長(zhǎng)期的重點(diǎn)發(fā)展方向進(jìn)行戰(zhàn)略規(guī)劃。目前,國(guó)際上小型氫能“發(fā)電站”開(kāi)始進(jìn)入推廣期,大型氫能發(fā)電示范站也在逐步建設(shè)中。而國(guó)內(nèi)也將發(fā)展氫能列入國(guó)家的重大發(fā)展項(xiàng)目之列,統(tǒng)一規(guī)劃發(fā)展氫能系統(tǒng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。國(guó)家電網(wǎng)公司也正在進(jìn)行氫能儲(chǔ)能發(fā)電的前瞻性研究。
本書(shū)查閱分析了大量國(guó)內(nèi)外科技文獻(xiàn)等資料,總結(jié)成數(shù)據(jù)圖表,對(duì)氫能儲(chǔ)能發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵材料及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)國(guó)際上的氫能儲(chǔ)能發(fā)電示范應(yīng)用項(xiàng)目進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,分析了在氫能發(fā)電過(guò)程中可能遇到的技術(shù)實(shí)施中的關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵材料問(wèn)題,包括材料的篩選、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析、效率、技術(shù)匹配問(wèn)題等一系列問(wèn)題,提出國(guó)內(nèi)示范應(yīng)用應(yīng)重點(diǎn)解決的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)本書(shū)的閱讀,將使讀者清晰全面地了解氫能儲(chǔ)能發(fā)電,同時(shí)也能為我國(guó)將來(lái)建設(shè)氫能儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目提供技術(shù)參考依據(jù),這對(duì)于推進(jìn)我國(guó)電網(wǎng)用氫能儲(chǔ)能發(fā)電、推進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展具有重要意義。
由于作者水平有限,書(shū)中難免有不妥之處,希望讀者予以批評(píng)指正!
編著者
2017.1
第1章氫能源/1
1.1氫能的特點(diǎn)2
1.2全球氫能源發(fā)展現(xiàn)狀7
1.2.1美國(guó)7
1.2.2日本9
1.2.3歐盟11
1.2.4德國(guó)13
1.2.5北歐14
1.2.6中國(guó)16
1.3全球從事氫能源基礎(chǔ)設(shè)施生產(chǎn)的相關(guān)企業(yè)17
參考文獻(xiàn)19
第2章氫能源的開(kāi)發(fā)與利用/20
2.1氫能在工業(yè)中的應(yīng)用20
2.2氫能源在航空器上的應(yīng)用21
2.3氫能源在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用21
2.4氫能在生活中的應(yīng)用22
2.5氫能在儲(chǔ)能發(fā)電上的應(yīng)用23
2.6氫能開(kāi)發(fā)存在的問(wèn)題24
第3章氫能儲(chǔ)能發(fā)電現(xiàn)狀/26
3.1氫能儲(chǔ)能發(fā)電介紹26
3.2氫能發(fā)電前景分析28
3.3氫能儲(chǔ)能及發(fā)電研究與示范性項(xiàng)目31
3.3.1美國(guó)36
3.3.2日本37
3.3.3歐盟40
3.3.4挪威41
3.3.5丹麥43
3.3.6法國(guó)44
3.3.7希臘44
3.3.8西班牙48
3.3.9英國(guó)49
3.3.10意大利51
3.3.11德國(guó)53
3.3.12韓國(guó)57
3.3.13中國(guó)(未含中國(guó)臺(tái)灣)57
參考文獻(xiàn)58
第4章氫能儲(chǔ)能發(fā)電技術(shù)實(shí)施/61
4.1氫氣的儲(chǔ)存技術(shù)61
4.1.1高壓儲(chǔ)氫62
4.1.2液態(tài)儲(chǔ)氫63
4.1.3固態(tài)儲(chǔ)氫65
4.2儲(chǔ)氫材料66
4.2.1儲(chǔ)氫合金68
4.2.2配位氫化物76
4.2.3金屬氮?dú)浠?8
4.2.4氨硼烷化合物79
4.2.5金屬有機(jī)框架材料80
4.2.6碳質(zhì)儲(chǔ)氫材料80
4.2.7玻璃微球儲(chǔ)氫82
4.2.8儲(chǔ)氫材料的儲(chǔ)能參數(shù)和性能特點(diǎn)比較82
4.2.9儲(chǔ)氫材料研究小組以及研究方向86
4.3儲(chǔ)氫容器90
4.3.1高壓儲(chǔ)氫罐90
4.3.2液化氫氣儲(chǔ)罐91
4.3.3金屬氫化物儲(chǔ)氫罐92
4.3.4復(fù)合儲(chǔ)氫罐104
4.3.5其他固態(tài)儲(chǔ)氫罐109
4.3.6國(guó)內(nèi)外金屬氫化物儲(chǔ)氫罐生產(chǎn)狀況113
4.4氫能儲(chǔ)能發(fā)電用儲(chǔ)氫材料118
4.4.1儲(chǔ)氫材料要求118
4.4.2儲(chǔ)氫材料性能及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析118
4.4.3儲(chǔ)能發(fā)電用儲(chǔ)氫材料篩選126
4.4.4應(yīng)用實(shí)例分析127
4.4.5儲(chǔ)氫容器技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析129
4.5氫能儲(chǔ)能發(fā)電用儲(chǔ)氫系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)130
4.6氫能儲(chǔ)能發(fā)電示范應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)匹配問(wèn)題133
4.6.1電解過(guò)程制氫與儲(chǔ)氫材料匹配中的關(guān)鍵技術(shù)和問(wèn)題133
4.6.2燃料電池與儲(chǔ)氫材料工作匹配的條件134
參考文獻(xiàn)136
附錄中國(guó)氫能發(fā)電前景展望/144