時代、社會的需要是科學技術發生、發展的催生婆,高科技的發展和新技術的出現都是根據社會需要發展起來的,新技術、新概念的提出往往都是在現有實踐中發現的問題和不足中為改變這種不足提出的“假設、假定、幻想等形式開始的。
幻想是創新科技之母,本文是一篇幻想型原創文章,作為拋磚引玉的磚頭拋出,意在引起廣泛的關注,為轉型到“氫能源”時代進行先期預想型的的討論、議論、辯論和探索,作為純技術層麵的討論,“發一些不著邊際的幻想,索少許切合實際的方法”,其中肯定有許多“不著邊際、胡言亂語、胡說八道”的垃圾觀點,歡迎批評駁斥,更歡迎大力斧正。
現行風力發電機並網模式的缺點和不足:
眾所周知近年來,國家大力發展風電,有大規模的資金扶持,幾萬千瓦級、幾ji十shi萬wan千qian瓦wa級ji甚shen至zhi千qian萬wan千qian瓦wa級ji的de風feng電dian場chang相xiang繼ji大da量liang上shang馬ma,不bu但dan從cong國guo外wai引yin進jin先xian進jin的de大da型xing發fa電dian機ji組zu,還hai在zai國guo內nei大da量liang的de製zhi造zao更geng多duo的de大da型xing風feng力li發fa電dian機ji組zu,近jin幾ji年nian的de情qing況kuang是shi製zhi造zao風feng力li發fa電dian機ji或huo引yin進jin風feng力li發fa電dian機ji的de企qi業ye大da有you斬zhan獲huo,獲huo得de了le不bu菲fei的de收shou益yi,而er接jie受shou和he運yun行xing、管理這些機組的企業(風電場)的實際情況,卻是不大樂觀的。
dangzhexiefenglifadianjizushulizaifengdianchanghou,qishijidefadianxiaoyijiujingzenyang?shibushidadaoleyuqidexiaoguo?shibushixiangxuanchuanfangmianbaodaodenayang,chanshenglejudadejingjixiaoyi?duoshaolvsedefengdianjinrulerenmendeshenghuo?shaoshaoleduoshaomeitan?jianshaoleduoshaoeryanghuatandepaifang?
詳細而具體的情況究竟是怎麼樣的?至今無人給於認真而實際的報道和評論,筆者很關注這個問題,近期在多篇“風能通訊”上看到很多並不樂觀的消息:
如:因為風能、風況的大小與大電網用電高峰的不同步,在電網高峰需要大量電力時風電場並不能及時的提供,而在電網本身處於“用電低穀”時雖然風電並網了,但是沒有什麼實際的經濟效益,有人說,像現在的這種方式投資的風電場,要想收回投資最快得50年以上,很可能在100年以後了,實際的利用風電的投入與產出的效益肯定是不高的。
lingwai,zaidarongliangdebuwendingdefengdianbingrudianwangshihuiyinqidianwangdianyadedafudubodong,weiletiaokongheyizhizhezhongdaliangdiannengdebodong,haidejianzaobifengdianchangzongrongliangda2-3倍的“調壓控製電站”(當然是常規能源的電站了)yijiejuefenglifadianshuchudiannengbuwendingwenti,erzhexietiaokongdianzhanxuyaogengduodechangguinengyuanlaizhichi,zaixidesuanyisuan,yuanxianxiangtongguoliyongfengnengjieshengdaliangdechangguinengyuan,jieguofanerjiadalechangguinengyuandeshiyong,zoudaochuzhongdefanmian。
qunianzengjingkandaoyitiaoxinxi,neimengdianwangzaiguoqingqijiandeshitianli,buyunxurenhefenglifadianjibingwang,payingxiangdaoduibeijingdegongdianzhiliang,luntanlimianyourengancuichengxianzaidezhezhongfengdianshi“垃圾電”,更不用說內陸的風電場遠離大城市和用電中心,還需要大規模的輸電網絡進行輸電,這一項投入將比建立風電場投入更大。
毋庸置疑,現在的大型風電場直接並網的方式因為缺少一個大型的“儲能、調控”環節,不穩定的風電是電網不歡迎和不願意接受的。
那麼加上一個這樣的係統如何呢?好像也不現實,實用技術方麵有“抽水蓄能”fangshi,zheshiyigechengshudejishufangan,danshishoutedingdetiaojianxianzhi,shouxianyaoyoudaliangdeshuiyuan,haiyaoyouheshidedixinggaocha,cainenggoushixianliyongshuiliudeluochanengliangjinxingtiaokongfadian,congerdedaowendingdekekongzhidedianneng,congguimoshangkanyeshichajutaida,bizhezengcanguanguo“劉家峽水電站”,十分巨大的水壩和5台水輪發電機組,其總發電量也就是130萬千瓦,假設要將1千萬千瓦的電能進行這樣的抽水儲能,那就要搞十個劉家峽水電站和儲能水庫,是現有劉家峽水電站的十倍規模的上、下水庫和10倍的發電機組才能夠滿足需要,大概的想一想就知道,這實在是不可能的事。
拿現在已經規劃和建設中的三個國內最大的“千萬千瓦級風電場”來說,都是在極度缺水的地區(兩個在內蒙一個在甘肅酒泉),平坦的地形(風能資源好的地方都是平坦的地形、地貌),也沒有落差高的地形環境,所以不能應用,能夠使用“抽水儲能”方式調控風電的方式不可能大規模的采用,隻能夠小規模的在特殊的有條件的地區才行。
使用蓄電池怎樣呢?鉛酸電池肯定不行,沒有這麼大的功率容量,並且價格特別貴,大量的使用還有鉛汙染問題;鎳氫電池與鋰離子電池受限於這兩種元素的數量限製(全球的儲量也是不多的)和特別昂貴的價格的限製,也不能夠采用;最(zui)近(jin)還(hai)有(you)全(quan)釩(fan)氧(yang)化(hua)還(hai)原(yuan)液(ye)流(liu)電(dian)池(chi)在(zai)研(yan)發(fa)中(zhong),但(dan)是(shi)多(duo)次(ci)還(hai)原(yuan)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)離(li)子(zi)膜(mo)汙(wu)染(ran)問(wen)題(ti)也(ye)一(yi)直(zhi)沒(mei)有(you)很(hen)好(hao)解(jie)決(jue),要(yao)達(da)到(dao)實(shi)用(yong)的(de)程(cheng)度(du)還(hai)要(yao)相(xiang)當(dang)長(chang)的(de)時(shi)間(jian),商(shang)業(ye)化(hua)的(de)應(ying)用(yong)究(jiu)竟(jing)會(hui)不(bu)會(hui)影(ying)響(xiang)到(dao)環(huan)境(jing)還(hai)是(shi)未(wei)知(zhi)數(shu)。
其它的儲能方式,如壓縮空氣儲能;飛輪儲能等等都因為效率太低、容量太小,也是不能使用,看起來真是“山窮水盡疑無路”了。
柳暗花明又一村的----風電製氫方式:
哥本哈根會議的召開,說明了全球都在關注環境,更確切的說就是“碳減排”的問題,如何從根本上解決問題,筆者認為“必須改變現在的碳能源方式、轉化到氫能源方式”才是最根本的解決問題的辦法。
煤炭、石油、tianranqihaiyouzhengzaikaifadekeranbingdengdeng,shixianzaishehuinengyuandejichu,muqianzhanwomenshiyongdenengyuandejuedabufen,zhexiedoushiyitanyuansujinxingnengyuanzhuanhuahenengyuanliyongde,zhexienengyuanzuidadetedianjiushi,zhinengshiyicixingshiyongdechuantonghuashinengyuan,yongwanjiumeiyoule,bunenggouxunhuanzailiyong,bugaibianzhezhongfangshijiutanbushangconggenbenshanggaibianquanqiude“碳排放”,其實除了碳能源的方式外還有氫能源方式,這是一種最幹淨的,可以循環的可大規模利用的能源方式。
將水進行電解就可以得到氫和氧兩種氣體,一公斤水完全電解後可以得到1/9公斤氫氣和8/9公斤氧氣還有0.3/10的固體物(拿海水來說固體物就是海鹽),這種技術是很成熟的技術,以前總認為需要消耗大量的電力,以前的技術水平是要消耗5度電才能夠電解出1立方米氫氣,最近的報道有電解產氫氣一立方米隻需要2.5度電能的新技術問世,筆者認為繼續進行電解技術研發,還可以大幅度的降低耗電量。
如果我們改變思維,利用大規模的風電進行大規模的電解水製氫,會得到大量的最幹淨的能源----氫氣,1公斤水電解後不但可以得到1/9公斤的氫氣(1立方米)並且還可以得到8/9公斤的氧氣(0.45立方米)和0.3/10公斤的鹽。
有了風電製氫產生的這些氫氣能源(數量不小),我們就能夠實現大規模的能量儲存,解決現在模式的風電並網難題並且不會對環境有任何影響。
氫氣能源可以長時間儲存、可以管道長距離輸送,可以直接用來大規模發電,更可以提供給汽車、火車、飛機、輪船等移動的交通運輸工具使用,氫氣燃燒利用後除產生能量外,隻產生水蒸氣,冷凝後就是純水,實在是最清潔、最環保的能源。
地球上有70%的麵積是水,作為一種能量的轉換物質,可以說是取之不盡、用之不竭的,風電在這裏隻是起到了一種能量的轉換,將巨大的風能資源,通過風力發電→電解海水→製氫製氧→氫氣能源→發電、製熱、炊事、取暖、交通工具使用等過程後又變成了水,這些水返回到大自然的水係統循環中為下一次的能量轉換循環中再利用。
所(suo)以(yi)在(zai)目(mu)前(qian)的(de)風(feng)電(dian)困(kun)局(ju)中(zhong),我(wo)們(men)隻(zhi)要(yao)改(gai)變(bian)思(si)路(lu),將(jiang)這(zhe)樣(yang)大(da)量(liang)由(you)風(feng)能(neng)產(chan)生(sheng)的(de)廉(lian)價(jia)電(dian)能(neng)轉(zhuan)化(hua)為(wei)氫(qing)能(neng)源(yuan),從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)脫(tuo)離(li)原(yuan)先(xian)的(de)碳(tan)能(neng)源(yuan)模(mo)式(shi),進(jin)入(ru)到(dao)氫(qing)能(neng)源(yuan)模(mo)式(shi),才(cai)是(shi)新(xin)能(neng)源(yuan)利(li)用(yong)的(de)“柳暗花明又一村”的光明大道,也是最環保的能源利用的境界,舍此別無它途。
當然這裏介紹的方式有人認為是“天方夜譚、癡人說夢”離我們還很遙遠,筆者試從以下幾個方麵議論一下,試分析一下,以經濟效益和技術層麵的問題作一試解:
經濟效益分析:
氫氣燃燒熱值很高,除核燃料外,氫的發熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,為142351kJ/kg(32352大卡/kg),是汽油發熱值的3倍。
氫氣的比重小,純氫的密度僅為空氣的1/14,為0.0899g/L。
1立方米(合1000升)氫氣重89.9g,熱值為12797.355kJ(2956大卡)。
1公斤水電解後不但可以得到1/9公斤的氫氣並且還可以得到8/9公斤的氧氣和0.3/10公斤的固體物。
拿千萬千瓦級風電場來說,假設是滿發,1小時就是1千萬度電,用2.5度電能產生1立方米氫氣,就可以得到4百萬立方米氫氣,1立方米氫氣的熱值是2956大卡,標煤的熱值是7000大卡,大約2.4立方米氫氣的熱值相當於1公斤標煤的熱值,拿4百萬除2.4得1666666.6公斤標煤(我國是按煤當量“標煤”計算熱值的),相當於1千6百噸標煤的熱值能量,(市場上的優質煤炭熱值一般是5500大卡計算)相當於2千1百噸優質煤炭的能量,也就是說“千萬千瓦級的風電場”1小時所發出的電力進行風電製氫模式,就能夠產生2千噸優質煤炭(按煤當量計算)的熱值能量,1天24小時就能夠產生相當於4萬八千噸優質煤炭熱值能量的氫氣能量,就算是隻有50%的效率,每天也有2萬噸優質煤炭熱值的氫氣能量,一年就是720萬噸優質煤炭能量(2萬噸乘以365天)。
這些氫能源是能夠儲存的,既可以直接提供給發電廠發電(燃氣輪機方式,省去燒蒸汽的環節最好),產生的電力在電網高峰需要時大量的並入電網(這是高質量的特別平穩、可調、可控的電流,是電網十分歡迎和笑納的高質量電能),得到良好的經濟效益,又可以在電網低穀時脫離電網,將氫氣給大量的使用氫能源的汽車、火車、飛機、輪(lun)船(chuan)等(deng)移(yi)動(dong)交(jiao)通(tong)工(gong)具(ju)加(jia)氫(qing)氣(qi)能(neng)源(yuan),立(li)馬(ma)就(jiu)變(bian)成(cheng)實(shi)實(shi)在(zai)在(zai)的(de)真(zhen)金(jin)白(bai)銀(yin)收(shou)入(ru),或(huo)者(zhe)是(shi)通(tong)過(guo)管(guan)道(dao)方(fang)式(shi)輸(shu)送(song)到(dao)大(da)城(cheng)市(shi),提(ti)供(gong)給(gei)千(qian)千(qian)萬(wan)萬(wan)的(de)家(jia)庭(ting)炊(chui)事(shi)使(shi)用(yong),這(zhe)種(zhong)模(mo)式(shi)就(jiu)是(shi)氫(qing)能(neng)源(yuan)模(mo)式(shi)。
電解製氫的同時除去產生單項的氫氣外,還有8/9的氧氣產生(純氧),每產生1立方米氫氣,同時就可以產生0.45立方米氧氣,在產生4百萬立方米氫氣的同時還產生160萬wan立li方fang米mi的de氧yang氣qi,這zhe些xie氧yang氣qi也ye是shi可ke以yi直zhi接jie賣mai的de商shang品pin,大da量liang的de機ji械xie加jia工gong企qi業ye的de鋼gang鐵tie切qie割ge和he有you色se金jin屬shu的de焊han接jie就jiu需xu要yao大da量liang的de氧yang氣qi,其qi它ta在zai醫yi療liao衛wei生sheng、化工還原、汙水處理方麵都需要大量的氧氣,在高效“燃料電池”工作時也需要大量的氧氣,現在市場上一瓶氧氣(容量6-8立方米)已經賣到15-20元了,160萬立方米氧氣,每瓶裝8立方米就是20萬瓶氧氣,價值400萬元,這僅僅是這個風電場1小時電解水產生的氧氣效益,1天24小時就是9千6百萬元的氧氣收入,一年僅憑氧氣就可以收入近300億元,打一半折也有150億的氧氣收益,這樣實實在在的產生氧氣的收益也是風電製氫效益的一部分。
如果此方案得以實現,筆者還建議,應該有意的排放一部分氧氣到大氣中,以補充大量的、各個方麵的氧氣消耗,大量的氧氣排入地球大氣,還可以修複臭氧空洞(大量的氧氣在太陽紫外線照射下可以轉化為臭氧,修補臭氧空洞),為全球的環境保護做巨大的貢獻,功莫大焉。
ciwai,zaidianjieshuishihaikeyihuishoudaliangdereneng,zheshiyinweidianjiedeguochengzhong,huiyouyibufennengliangbianchengreneng,zhexiereliangkeyitongguorejiaohuanqizhihuanchulai,jitigaoledianjiedexiaolv,youdedaoshulianghendadereneng,dongjikeyiqunuan、供魚池加溫等,夏季可以為洗浴提供熱能等,用途是十分廣泛的,總之也是一種很有價值的能源,也是風電製氫、製氧同時的副產品,有實在的經濟效益。
電解水製氫的過程中也是對水的濃縮過程,拿海水來說,其含鹽量是3%,1公斤海水中含鹽30克,每小時製氫4百萬立方米時需要消耗海水約4百萬公斤合4000噸海水,每噸海水中含鹽300公斤,就算是隻提煉出來一半,也是150公斤,4000噸乘以150公斤等於60萬公斤=600噸(1小時的產量),這又是一種伴隨著製氫過程中產生的副產品,都是利用風電產生的,有實際價值的產品。
風電製氫可以大幅度降低風力發電機組的造價和技術難度:
風力發電機產生的電能用來製氫的模式與並網的模式,是兩個技術和成本相差很大的方式,尤其是製造成本相差巨大,拿一台1000千瓦的風力發電機組來說,如果是傳統的並網模式,那麼就必須加上高精度的電能控製設備(千瓦級容量的電子調控設備),需要將風電調整到與電網一致的電壓、周率、波形、相xiang序xu,還hai要yao調tiao整zheng有you功gong和he無wu功gong功gong率lv,達da到dao電dian網wang最zui基ji本ben的de並bing網wang需xu求qiu,才cai能neng夠gou並bing入ru電dian網wang,這zhe些xie都dou是shi大da功gong率lv的de電dian子zi調tiao控kong設she備bei,價jia格ge極ji高gao,又you極ji容rong易yi損sun壞huai,這zhe部bu分fen占zhan到dao整zheng個ge機ji組zu造zao價jia的de50%左右,現在的1000千瓦機組的市場價大概是800-1000萬元/台。
特(te)別(bie)是(shi)利(li)用(yong)風(feng)能(neng)的(de)效(xiao)率(lv)方(fang)麵(mian)更(geng)是(shi)有(you)太(tai)大(da)的(de)差(cha)別(bie),並(bing)網(wang)模(mo)式(shi)在(zai)風(feng)速(su)小(xiao)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)能(neng)不(bu)夠(gou),不(bu)能(neng)並(bing)網(wang),風(feng)速(su)太(tai)大(da)時(shi)並(bing)網(wang)發(fa)電(dian)機(ji)組(zu)因(yin)為(wei)安(an)全(quan)問(wen)題(ti)會(hui)進(jin)行(xing)“自動保護動作”(就是在極短的時間裏甩掉負荷,保護發電機組不會損壞)突(tu)然(ran)脫(tuo)離(li)電(dian)網(wang),這(zhe)也(ye)是(shi)電(dian)網(wang)最(zui)討(tao)厭(yan)的(de)地(di)方(fang),巨(ju)大(da)容(rong)量(liang)的(de)電(dian)能(neng)突(tu)然(ran)脫(tuo)離(li)電(dian)網(wang),會(hui)造(zao)成(cheng)電(dian)網(wang)電(dian)壓(ya)的(de)大(da)幅(fu)度(du)下(xia)降(jiang),影(ying)響(xiang)整(zheng)個(ge)電(dian)網(wang)的(de)平(ping)穩(wen),進(jin)行(xing)了(le)“自動保護動作”的發電機組這時也是談不上什麼效率、效益的,這樣兩下折扣一打,真正的發電效率(實際送入電網的真正起作用的電能)是很低的,相對於製氫模式來說是一個“質次價高、投入大、產出小”的很差的方式。
而風電製氫就不一樣了,風力發電機發出的風電隻需進行最簡單的變壓、整流處理(很成熟的技術,設備的配件隨處可以購買到),將電壓通過變壓器調整到所需電壓,交流電整流為直流電即可,不需要昂貴的高精度的電子、diannengtiaokongshebei,tongshiwulunshenmeyangdefengsushi,zhiyaofadianjifadianjiunenggouliyong,fengxiaodianliangxiaoshidianjiedeqingqishuliangjiaoshao,fengdadianliangdashichanshengdeqingqijiuhenduo,zaizhenggedefadianzhiqingguochengzhongsuoyoudediannengdoukeyiquanbudezhuanhuaweiqingqi,zhishizhuanhuadekuaimanbutongeryi,zheyangdezhiqingfenglifadianjizuzuishaobibingwangjizubianyiyibanshenzhigengduo,dagaihuafei300-500萬元/台即可製造出來,還有大的降低成本的空間。
筆者“粗估冒算”分析了兩種模式的差別,風電製氫模式起碼比風電並網模式的電能利用效率高3倍以上,直白的說,“1台1000千瓦的風力發電機組,進行風電製氫模式時產生的真正有價值的能源,大於或者等於3台並網模式機組”。
所以綜合分析兩種模式的風能利用效益(能源和產品),投入和產出比,兩者相差4-5倍甚至更大,從經濟效益分析來看,也應該大力發展風電製氫模式。
風電製氫模式對風力發電機組簡化控製方麵還有特別好的輔助性能:
電解設備與風力發電機組連接後在製氫時實際上就成了機組的“功率阻尼器”(也可以叫電力製動器),隨時在調整風力發電機的“出力”(功率輸出),風速變大時這些電能功率會自動的加大產氫氣的數量,風速變小時可以“隨時減少機組的出力”降低產氫氣的數量。
風能利用方麵,很特別的地方就是“風力發電機的出力與風速是3次方的關係”,即ji風feng速su增zeng大da一yi倍bei,功gong率lv增zeng大da八ba倍bei,這zhe也ye是shi為wei什shen麼me在zai風feng速su特te別bie大da時shi風feng力li發fa電dian機ji需xu要yao快kuai速su卸xie載zai進jin行xing保bao護hu的de原yuan因yin,因yin為wei功gong率lv的de變bian化hua幅fu度du太tai大da,速su度du又you太tai快kuai,如ru果guo不bu能neng夠gou在zai極ji短duan的de時shi間jian裏li“卸載”,超大的風能能量肯定會損壞機組,製氫方式正好可以迅速的對功率進行快速大幅度的調整,比如1台機組供應3台製氫電解罐,在小風、中風時隻需要有1台電解罐工作即可,大風時2台罐工作,在電解時風速變化小時僅僅是產氫氣的速度變化,風速瞬間變大為台風時,3台電解罐同時工作在最大負荷狀態,利用“電力製動”效應拖住風機不致發生“飛車”,機組需要進行“偏頭調速”(風力發電機的效果最好的調速方式,隻是調速時間長)時在“電力製動”的製動力的“柔性刹車”作用下,機組有充裕的時間保證安全偏頭調速進行安全停機,這也是並網機組無法實現的特點。
從整個的經濟效益方麵分析,不僅產出巨大,而且可以大幅度的降低風力發電機的製造成本,比如“千萬千瓦級規模的風電場”如果采用並網模式大概得投入1000億元,而采用製氫模式時,僅機組的製造成本就可以降低到300億元甚至更少,更何況管理運行費用也比並網模式低得多,何樂不為呢?
所suo以yi說shuo風feng電dian製zhi氫qing並bing不bu是shi僅jin僅jin提ti供gong一yi種zhong能neng源yuan,而er是shi不bu但dan提ti供gong了le大da量liang的de氫qing能neng源yuan,還hai提ti供gong和he產chan出chu多duo種zhong有you直zhi接jie經jing濟ji效xiao益yi的de產chan品pin和he大da幅fu度du的de降jiang低di了le風feng力li發fa電dian機ji組zu的de製zhi造zao成cheng本ben,這zhe樣yang計ji算suan經jing濟ji效xiao益yi才cai比bi較jiao客ke觀guan,所suo以yi從cong這zhe種zhong模mo式shi的de經jing濟ji效xiao益yi方fang麵mian分fen析xi並bing不bu是shi大da賠pei錢qian的de生sheng意yi,而er是shi有you很hen好hao的de經jing濟ji效xiao益yi和he很hen好hao的de環huan保bao效xiao益yi的de好hao模mo式shi。
更(geng)有(you)意(yi)義(yi)的(de)是(shi)切(qie)實(shi)的(de)達(da)到(dao)了(le)大(da)量(liang)減(jian)少(shao)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)的(de)目(mu)的(de),從(cong)能(neng)源(yuan)總(zong)量(liang)上(shang)看(kan),利(li)用(yong)取(qu)之(zhi)不(bu)盡(jin)用(yong)之(zhi)不(bu)竭(jie)的(de)大(da)規(gui)模(mo)風(feng)能(neng)轉(zhuan)化(hua)為(wei)氫(qing)能(neng)源(yuan),同(tong)樣(yang)是(shi)利(li)用(yong)取(qu)之(zhi)不(bu)盡(jin)用(yong)之(zhi)不(bu)竭(jie)的(de)大(da)量(liang)海(hai)水(shui),海(hai)水(shui)在(zai)能(neng)量(liang)的(de)轉(zhuan)換(huan)中(zhong)扮(ban)演(yan)了(le)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)的(de)中(zhong)間(jian)角(jiao)色(se),進(jin)行(xing)了(le)大(da)量(liang)能(neng)源(yuan)的(de)轉(zhuan)換(huan),尤(you)其(qi)是(shi)氫(qing)能(neng)源(yuan)有(you)可(ke)儲(chu)存(cun)、可調節的特點,很方便人們的使用,使用後又複原為水(還是純水),可以繼續在風電的電解下進行下一個循環、分解、利用,這才是真正的取之不盡用之不竭的可循環往複的可持續發展的幹淨能源,將造福於全人類。
這zhe種zhong模mo式shi並bing不bu需xu要yao特te別bie先xian進jin的de技ji術shu,絕jue大da部bu分fen是shi利li用yong了le成cheng熟shu的de電dian解jie技ji術shu和he氫qing能neng源yuan應ying用yong技ji術shu的de等deng多duo項xiang技ji術shu的de組zu合he,不bu斷duan的de擴kuo大da其qi規gui模mo,逐zhu步bu的de替ti換huan傳chuan統tong的de能neng源yuan(碳能源),通過大規模的使用進一步提高其轉換效率,滿足全社會的能源需求,應該是必由之路。
應用技術層麵的分析:
儲氫技術:從2005年起就有很多儲氫技術開發成功,當然也還在不斷的開發中,大致上有物理和化學兩個方麵,如:“液化儲氫”;“金屬氫化物儲氫”;“吸附儲氫”;“有機液體儲氫”;“玻璃微球儲氫”“ 地下岩洞儲氫”;“無機物儲氫”;“ 鐵磁性材料儲氫”等deng多duo種zhong儲chu氫qing方fang式shi,這zhe些xie技ji術shu都dou已yi經jing研yan發fa成cheng功gong或huo者zhe是shi正zheng在zai推tui廣guang的de技ji術shu,氫qing能neng源yuan汽qi車che就jiu解jie決jue了le儲chu氫qing氣qi問wen題ti,可ke以yi參can考kao,這zhe些xie技ji術shu保bao證zheng了le氫qing能neng源yuan的de儲chu存cun問wen題ti,為wei“風電製氫”打下了良好的技術基礎,為風電製氫鋪平了道路。
氫內燃機技術,請看下麵的報道:
氫能源利用突破中國第一台氫內燃機點火成功
近日,我國自主研製的第一台高效低排放氫內燃機在重慶長安汽車集團成功點火。高效低排放氫內燃機是國家“863”計劃惟一立項的氫燃料重點項目,它的成功點火標誌著我國氫內燃機研究技術獲得了突破性的進展,為氫內燃機的產業化奠定了基礎。
據ju悉xi,氫qing燃ran料liao與yu汽qi油you特te性xing差cha異yi巨ju大da,真zhen正zheng的de氫qing內nei燃ran機ji必bi須xu根gen據ju氫qing燃ran料liao的de特te性xing研yan究jiu開kai發fa,而er不bu是shi汽qi油you機ji的de簡jian單dan改gai造zao,因yin此ci氫qing內nei燃ran機ji是shi一yi種zhong新xin型xing的de內nei燃ran機ji。氫qing燃ran料liao內nei燃ran機ji的de工gong作zuo原yuan理li是shi用yong氫qing代dai替ti汽qi油you,直zhi接jie在zai發fa動dong機ji缸gang體ti內nei燃ran燒shao,驅qu動dong汽qi車che行xing駛shi。我wo國guo自zi主zhu研yan製zhi的de高gao效xiao低di排pai放fang氫qing內nei燃ran機ji是shi一yi種zhong新xin型xing的de內nei燃ran機ji,它ta與yu傳chuan統tong的de汽qi油you機ji和he柴chai油you機ji相xiang比bi,具ju有you高gao效xiao率lv、低排放、低成本、適shi應ying性xing好hao等deng突tu出chu優you點dian,對dui於yu減jian少shao環huan境jing汙wu染ran,應ying對dui能neng源yuan危wei機ji具ju有you十shi分fen重zhong要yao的de意yi義yi。此ci前qian,我wo國guo已yi經jing在zai氫qing燃ran料liao電dian池chi的de研yan發fa方fang麵mian取qu得de巨ju大da突tu破po,由you同tong濟ji大da學xue研yan發fa成cheng功gong的de氫qing燃ran料liao電dian池chi汽qi車che主zhu要yao測ce試shi數shu據ju均jun達da到dao世shi界jie先xian進jin水shui平ping。氫qing燃ran料liao電dian池chi是shi我wo國guo氫qing能neng源yuan利li用yong的de另ling一yi種zhong方fang向xiang,與yu氫qing燃ran料liao內nei燃ran機ji不bu同tong,氫qing燃ran料liao電dian池chi的de工gong作zuo原yuan理li是shi由you氫qing燃ran料liao產chan生sheng電dian能neng,向xiang電dian池chi充chong電dian,以yi電dian力li驅qu動dong汽qi車che行xing駛shi。
據悉,積極推動可再生能源發展已成為世界共識。在以氫為能源的“氫經濟”時shi代dai中zhong,氫qing燃ran料liao汽qi車che必bi將jiang扮ban演yan十shi分fen重zhong要yao的de角jiao色se。目mu前qian,世shi界jie各ge國guo都dou非fei常chang重zhong視shi氫qing動dong力li的de開kai發fa。世shi界jie主zhu要yao汽qi車che公gong司si都dou在zai氫qing動dong力li方fang麵mian做zuo出chu探tan索suo,德de國guo寶bao馬ma汽qi車che公gong司si投tou資zi近jin20億歐元,開發出六代氫內燃機,目前已經具備批量生產氫內燃機汽車的能力,福特、克萊斯勒都推出了氫內燃機車輛,馬自達汽車公司研製的氫燃料轉子內燃機已具備產業化能力。 早在2005年,長安就開始氫內燃機的研究,並正式獲得國家“863”計(ji)劃(hua)立(li)項(xiang)。長(chang)安(an)汽(qi)車(che)集(ji)團(tuan)總(zong)裁(cai)徐(xu)留(liu)平(ping)表(biao)示(shi),長(chang)安(an)氫(qing)內(nei)燃(ran)機(ji)的(de)成(cheng)功(gong)點(dian)火(huo),標(biao)誌(zhi)著(zhe)長(chang)安(an)的(de)氫(qing)內(nei)燃(ran)機(ji)技(ji)術(shu)已(yi)達(da)到(dao)國(guo)際(ji)先(xian)進(jin)水(shui)平(ping),長(chang)安(an)汽(qi)車(che)堅(jian)持(chi)自(zi)主(zhu)創(chuang)新(xin)又(you)取(qu)得(de)了(le)新(xin)的(de)成(cheng)果(guo),更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi),將(jiang)對(dui)中(zhong)國(guo)汽(qi)車(che)工(gong)業(ye)新(xin)能(neng)源(yuan)的(de)開(kai)發(fa)利(li)用(yong)和(he)中(zhong)國(guo)節(jie)能(neng)環(huan)保(bao)事(shi)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)起(qi)到(dao)積(ji)極(ji)的(de)推(tui)動(dong)作(zuo)用(yong)。
氫能源發電技術:這應該是最容易的了,可以采取傳統的燒鍋爐的方式,以氫能源代替煤炭產生蒸汽,再推動蒸汽輪機發電;或者是采用燃氣渦輪機帶動發電機發電,因為是可控、可調的所以並網是沒問題的。
小型的移動電站等盡可以采用“氫內燃機方式”進行發電。
氫氣也很容易長途輸送,就像輸送天然氣一樣,可以長距離的輸送到需要的地方進行利用,它與天然氣相比最大的特點就是“取之不盡用之不竭的,可以持續、循環利用的能源。
後語:
總之,利用大規模、數(shu)量(liang)巨(ju)大(da)的(de)風(feng)電(dian),進(jin)行(xing)大(da)規(gui)模(mo)的(de)風(feng)電(dian)製(zhi)氫(qing),同(tong)時(shi)進(jin)行(xing)氫(qing)能(neng)源(yuan)廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)的(de)行(xing)動(dong),使(shi)氫(qing)能(neng)源(yuan)時(shi)代(dai)早(zao)日(ri)來(lai)臨(lin),是(shi)大(da)量(liang)減(jian)排(pai)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)的(de)根(gen)本(ben)方(fang)法(fa),是(shi)從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)解(jie)決(jue)能(neng)源(yuan)危(wei)機(ji)的(de)方(fang)式(shi)之(zhi)一(yi),也(ye)是(shi)從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)走(zou)出(chu)能(neng)源(yuan)困(kun)局(ju)的(de)光(guang)明(ming)大(da)道(dao)。
cipianwenzhangshibizhegenjuzijiduonianlaidegongzuojingyanheduifengnengdetebieguanzhudeqingkuangxiaxiede,xiwangnenggouyinqigegefangmiandeguanzhu,jinyibuzuohaofengnengliyongzhegedaxiangmu,buzuzhichuhuanyingpipingzhizheng。
撰寫人:全國高科技農業循環產業發展中心 能源技術顧問
北京綠達源科技有限公司 能源技術顧問
甘肅省老科協谘詢服務部、環保能源分會理事
蘭州利國電子有限責任公司 技術開發部
高級工程師 鄭爾曆
二〇一〇年二月二十二日
