《新能源之氢能课件.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新能源之氢能课件.docx（15页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、新能源之氢能课件一、概述随着全球能源结构的转变和环境保护意识的H益增强，新能源的发展已成为推动未来世界能源转型的重要力量。在众多新能源领域中,氢能因其清洁、高效、可再生的特性，受到了广泛关注。作为一种新兴的能源载体和绿色化工原料，氢能在交通、电力、工业等领域具有巨大的应用潜力。本课件新能源之氢能旨在介绍氢能的基本概念、发展历程、技术现状以及未来趋势，帮助读者全面了解氢能的重要性和在新能源领域的应用价值。我们将介绍氢能的基本定义和特性，包括其作为一种能源的来源和转化方式。我们将追溯氢能技术的发展历程，了解其在历史长河中的演变和进步。我们将深入探讨当前氢能技术的现状，包括制氢、储氢、运氢以及氢能应
2、用等方面的技术进展和挑战。我们将展望氢能的未来发展趋势，分析其在新能源领域的前卷和可能的应用场景。通过本课件的学习，读者招对氢能有一个全面的了解，并认识到氢能作为未来新能源领域的重要角色。1 .介绍新能源的重要性和发展趋势。新能源的重要性和发展趋势已成为当前全球关注的热点话题。随要代表之，氢能的发展和应用前景广阔。随着技术的进步和政策的推动，氢能将在未来的能源领域中发挥越来越重.要的作用，成为推动可持续发展的重要力量。2 .引出氢能作为一种清洁、高效的新能源的优势和发展前景。随着全球能源结构的转变和人们对环境保护的日益重视，开发清洁、可持续的新能源已成为社会发展的必然趋势。在众多新能源中，氢能
3、以其独特的优势，逐渐崭露头角，成为关注的焦点。我们将深入探讨氢能作为一种清洁、高效的新能源的优势及其发展前景。清洁无污染：氢气在燃烧过程中，只会产生水作为副产品，没有任何其他有害气体或颗粒物排放，不会造成环境污染。这使得氢能在环保要求日益严格的今天，具有无可比拟的优势。能量密度高：氢气的能量密度高，这意味着其储存的能量多，能够提供更大的功率和更持久的能源供应。这对于需要持续、稳定能源支持的领域，如交通运输、电力生产等，具有巨大的吸引力。可再生性：通过电解水或其他可再生能源（如太阳能、风能等）制取的氢气，其来源是可持续的。这意味着氢能是一种可再生的能源,符合可持续发展的要求。应用范围广：氢能的应
4、用领域广泛，不仅可以用于交通、电力、工业等领域，还可以用于储能、分布式能源系统等，具有巨大的市场课件详细介绍了氢能源的生产与制备过程，包括电解水、天然气重.整、生物质气化等方法。对比了各种方法的优缺点，强调了绿色、低碳、高效的生产方式的重要性。课件重点介绍了氢能源在交通、电力、工业等领域的应用情况。包括燃料电池汽车、氢能发电站、氢能储能系统等方面的应用实例，展示了氢能源的广阔前景。课件分析了当前氢能源面临的技术挑战，如储氢技术、氢能基础设施建设等。介绍了全球范围内氢能源的发展趋势，包括政策扶持、技术创新等方面的动态。课件通过具体案例，如氢能公交车、氢能发电站等，生动展示了氢能源的应用情况，便于
5、读者更好地理解氢能源的优势和潜力。本课件遵循“总分总”首先概述了氢能源的基本概念和应用前景,然后详细介绍了氢能源的生产、应用、技术挑战及发展趋势，最后通过案例分析加深读者对氢能源的理解。整篇文章结构清晰，旨在使读者对氢能源有一个全面、深入的了解.二、氢能概述氢气的定义与性质：氢气(H2)是一种无色、无味、无毒的气体,具有高度的可燃性。在常温常压下，氢气是一种非常轻的气体，易于扩散。其燃烧产物仅为水，不会释放有害物质，因此被视为一种理想课件将为大家详细介绍氢能的基本概念，以便更好地理解其在新能源领域的重要性和应用前景。即氢气的能源利用形式，是一种将氯气作为燃料进行化学反应产生能量的过程。其基本概
6、念主要包含以卜.几个方面：氢气的定义：氢气（H2）是宇宙中分布最广泛的元素之一，其由两个氢原子通过共享一对电r形成的双原r分r构成。氢气本身无色无味，且具有很高的扩散性和导热性。氢能的特点：氢能具有燃烧效率高、可再生性强、环境影响小等优点。氢气的燃烧产物只有水，不会排放任何有害物质，是一种真正的“绿色”能源。由于其具有高能量密度，使其成为极具潜力的能源载体。氢能的应用领域：随着技术的不断发展，氢能的应用领域正在逐步扩大。其在交通、电力、工业等领域均有广泛应用前景。特别是在新能源汽车领域，氢能作为一种理想的替代能源，正逐渐得到广泛应用。随着全球能源危机的加剧和环保意识的提高，各国政府和企业纷纷加
7、大对氢能的研究和开发力度。氢能技术已经取得了长足的进步，其在新能源领域的应用前景H益广阔。随着技术的不断进步和成本的不断降低，氢能有望成为新能源领域的主导力量之一。的方法越来越受到关注。这种方式生成的氢气纯度极高且生产过程中产生的污染物较少，被认为是绿色能源领域的革命性突破之一。尽管自然界中的氢气分布相对较少且存储方式不直接可见，但随着技术进步和社会需求的提高，人们对获取和应用氢气的认知和能力将不断进化并变得更加成熟高效。3 .讲述氢能源的发展历史及现状。氢气作为一种新型清洁能源的潜力，在很久之前就已经被人们认识到。人类对氢能源的探索和利用，已经经历了一段较长的发展历史。回溯到早期，科学家们就
8、认识到了氢元素的特性和其重要性，尤其是在自然界的存在方式及其在化学反应中的特殊角色。但在很长时间里,由于种种限制和技术挑战，氢能并没有被广泛商业化应用。从理论探讨到初步实践应用阶段再到逐渐产业化发展，氢能源经历了以下历程:初步理论探讨阶段：自上世纪初以来，随着对化学反应本质的研究逐渐深入，氢能的潜在应用价值逐渐为人们所认知。尤其是内燃机的出现后，一些学者提出了氢能源可以作为新型动力燃料的观点。尽管存在诸多的挑战，但是初步的理论体系为氢能发展打卜了坚实的基础。实验研究与应用险证阶段：随着时间的推移和技术的发展，科学家们开始对氢能源进行更加深入的研究。氢气作为一种清洁燃料在能业链供应基础设施体系发
9、展等情况存在价格成本与接受程度两方面等问题还未完全被社会大众所接受和解决还尚需要很长的一段时间持续研发来不断提升效率并逐步推进相关技术问题的解决之路。总体上来看当下仍处于蓄能阶段的氢能距离成熟仍需多方面的支持和更多行动方面的助力努力并积极地推进。但同时业界人士普遍相信在持续的科研攻关和国家政策的持续支持引导下随着技术和市场的不断发展氢能有望成为未来绿色生态发展中最具有潜力和发展前景的可再生清洁能源之一被越来越多的应用于工业能源生产和生活消费领域等各个领域当中去最终助力实现绿色可持续发展目标构建绿色生态体系之梦的实现并造福全人类社会带来更为美好的未来愿景！三、氢能的应用领域交通领域：随着环保意识
10、的提高，氢能源汽车越来越受到重视。与传统的汽车相比，氢能源汽车具有零排放、高效率的优点。利用氢燃料电池，汽车能够持续、稳定地获得动力，而且加氢过程与加油相似，方便快捷。氢能源在公共交通、铁路、船舶和航空等领域也有广泛的应用前景。能源存储与供应：由于氢能可以方便地从多种可再生能源（如太阳能和风能）中产生并储存，因此在稳定能源供应和缓解能源供需矛盾方面扮演着重要角色。氢能源可用于家庭和工厂的能源供应，并支能源储存介质和替代燃料开始受到广泛关注和应用。氢能的存储和使用具有潜力为工业领域提供持续、环保的能源解决方案。氢气在工业领域的应用已经深入到化工、冶金等多个子行业，其在提升生产效率、改善产品质量以
11、及推动工业能源转型等方面发挥着重要作用。随着技术的不断进步和应用的深入推广，氢能在工业领域的应用前景将更加广阔。3.其他领域：航天、军事等领域的应用.氢能作为一种新型清洁能源，不仅在交通和电力领域展现出广阔的应用前景，还在航天、军事等领域逐渐展现出其独特的优势。在航天领域，氢能的轻质、高能量密度特点使其成为理想的推进燃料来源。与传统的化学燃料相比，氢燃料能够提供更长时间的动力输出和更高的工作效率。由于其在推进过程中产生的仅有水蒸汽，对环境几乎无污染，这对于未来绿色航天的愿景至关重要。在军事领域，氢能的军事应用具有隐蔽性高、机动性强等特点。军事设备如无人机、潜艇等采用氢能作为动力源，能够大大提高
12、其隐蔽性和作战效能。使用氢能燃料电池的无人机可确保长时间连续飞行而不被发现，从而提高其在关键区域的信息侦察能力。军事基地使用的其他设备和系统也利用氢能技术以减少对传统能源供应的依赖并提高其应对紧急情况的灵活性。氢气储存和固态储存等。压缩氢气储存是最常见的储存方式，通过将氢气压缩至高压状态进行储存，但其存在安全隐患，需要高度的安全管理和存储设备.液态氨气储存则需要极低的温度，虽然储存密度高,但设备成本高且耗能大。固态储存则是一种新兴的储存技术，如使用金属氢化物的形式储存氢气，具有较高的安全性，目前正在被广泛研究和发展。新型的氢能储存技术也在不断的研发中，例如纳米碳管、有机液体氢载体等新型材料和技
13、术有望解决当前氢能储存的难题。这些新技术仍需要进一步的研究和验证才能实现大规模应用。氢能的制备与储存技术是新能源领域中极具挑战性和发展前景的研究方向。随着科技的进步，我们有望在未来实现氢能的高效制备、安全储存和广泛应用，推动新能源领域的发展。1.介绍氢气的制备方法，包括天然气重整、水电解等。氢气作为新型能源的独特优势使其成为清洁能源研究的重点之一，而目前氢气的制备方法多种多样，包括天然气重整、水电解等多种途径。卜面我们将详细介绍这些制备方法。天然气重整是一种重要的氢气制备方法，它主要通过将天然气在高温高压下与水蒸气反应，产生氢气和二氧化碳。这种方法的优点是工艺成熟、技术稳定且生产成本相对较低，
14、因此广泛应用于工业大规至1928年，德国齐柏林公司利用氢的巨大浮力，制造了世界上第一艘“1.Z-127齐柏林”首次把人们从德国运送到南美洲，实现了空中飞渡大西洋的航程。大约经过了十年的运行，航程16万多公里，使3万人领受了上天的滋味，这是氢气的奇迹。更先进的是本世纪50年代，美国利用液氢作超音速和亚音速飞机的燃料，使B57双引擎辍炸机改装了氢发动机，实现了氢能飞机上天。特别是1957前苏联宇航员加加林乘坐人造地球卫星遨游太空和1963年美国的宇宙K船上天，紧接着1968年阿波罗号E船实现了人类首次登上月球的创举。这一切都依靠着氢燃料的功劳。面向科学的21世纪，先进的高速远程氢能飞机和宇航飞船，
15、商业运营的日子已为时不远。过去帝王的梦想将被现代的人们实现。以氢气代替汽油作汽车发动机的燃料，已经过H本、美国、德国等许多汽世公司的试验，技术是可行的，主要是廉价氢的来源问题。氢是一种高效燃料，每公斤氢燃烧所产生的能量为6千瓦小时，几乎等于汽油燃烧的8倍。氢气燃烧不仅热值高，而且火焰传播速度快，点火能量低（容易点着），所以氢能汽车比汽油汽车总的燃料利用效率可高20%。氢的燃烧主要生成物是水，只有极少的氮氢化物，绝对没有汽油燃烧时产生的一氧化碳、：氧化硫等污染环境的有害成分。氢能汽车是最清洁的理想交通工具。发电就最适合抢演这个角色。利用氢气和氧气燃烧，组成氢氧发电机组。这种机组是火箭型内燃发动机
16、配以发电机，它不需要复杂的蒸汽锅炉系统，因此结构简单，启动迅速，欲停即停。在电网低负荷时，还可吸收多余的电来进行电解水，生产氢和氧，以备高峰时发电用。这种调节作用对于用网运行是有利的。氢和氧还可直接改变常规火力发电机组的运行状况，提高电站的发电能力。例如氢氧燃烧组成磁流体发电，利用液氢冷却发电装置，进而提高机组功率等。更新的氢能发电方式是氢燃料电池。这是利用氢和飙（成空气）直接经过电化学反应而产生电能的装置.。也是水电解槽产生氢和氧的逆反应。70年代以来，日美等国加紧研究各种燃料电池，现已进入商业性开发，口本已建立万瓦级燃料电池发电站，美国有30多家厂商在开发燃料电池.德、英、法、荷、丹、意和
17、奥地利等国也有20多家公司投入了燃料电池的研究，这种新型的发电方式已引起世界的关注。燃料电池的简单原理是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，能源转换效率可达60$-80乐而且污染少，装置可大可小，非常灵活。这种发电装置很小，主要用于宇航作电源。现已大幅度降价，逐步转向地面应用。燃料电池的种类很多，主要有以下几种：磷酸盐型燃料电池是最早的一类燃料电池，工艺流程基本成熟,美国和H本已分别建成4500千瓦及I100o千瓦的商用电站。这种燃料电池的操作温度为200C,最大电流密度可达到150亳安/平方厘米，发电效率约45%,燃料以氢、甲醇等为宜，辄化剂用空气，但催化剂为铭系列，发电成本尚高，
18、每千瓦小时约4050美分。融熔碳酸盐型燃料电池-般称为第二代燃料电池，其运行温度650C左右，发电效率约55$,H本三菱公司已建成10千瓦级的发电装置。这种燃料电池的电解质是液态的，由于工作温度高，可以承受一氧化碳的存在，燃料可用氢、一氧化碳、天然气等均可。氧化剂用空气。发电成本每千瓦小时可低于40美分。固体氧化物型燃料电池被认为是第三代燃料电池，其操作温度100(TC左右，发电效率可超过60%,不少国家在研究，它适于建造大型发电站，美国西屋公司正在进行开发，可望发电成本每千瓦小时低于20美分。还有几种类型的燃料电池，如碱性燃料电池，运行温度约200C,发电效率也可高达60乐且不用贵金属作催化
19、剂，瑞典已开发200千瓦的一个装置用于潜艇。美国最早用于阿波罗飞船的一种小型燃料电池称为美国型，实为离子交换膜燃料电池，它的发电效率高达75%,运行温度低于100C，但是必需以纯氧作氧化剂。美国又研制-种用于氢能汽车的燃料电池，充一次氢可行300公里，时速可达100公里,这是一种可逆式质子交换膜燃料电池，发电效率最高达80%。燃料电池理想的燃料是氢气，因为它是电解制氢的逆反应。燃料电池的主要用途除建立固定电站外，特别适合作移动电源和车船的动力，因此也是今后氢能利用的李生兄弟。随着制氢技术的发展和化石能源的缺少，氢能利用迟早将进入家庭，首先是发达的大城市，它可以像输送城市煤气一样，通过氢气管道送
20、往千家万户。每个用户则采用金属氢化物贮罐将氢气贮存，然后分别接通厨房灶具、浴空、氢气冰箱、空调机等等，并且在车库内与汽车充氢设备连接。人们的生活靠一条氢能管道，可以代替煤气、暖气甚至电力管线，连汽车的加油站也省掉了。这样清洁方便的氢能系统，将给人们创造舒适的生活环境，减轻许多繁杂事务。氢的储存是一个至关重要的技术，已经成为氢能利用走向规模化的瓶颈。储氢问题涉及氢生产、运输、最终应用等所有环节，储氢问题不解决，氢能的应用则难以推广。它的输送和储存比固体煤、液体石讪更困难。氢气可以气体、液体、化合物等形态储存。氢的储存方式主要有高压气态储氢、低温液态储氢和储氢材料储氢等。高压气态储氢是最常用的氨气
21、储存方式，也是最成熟的储氢技术,氢气被压缩后在钢瓶里以气体形式储存。应用较广泛的是灌装压力为2MPa的储氢钢瓶，它是一种应用广泛、简便易行的储氢方式，充放气速度快，且在常温下就可以进行。它最大的弱点是单位质量的储氢密度只有1%(质量分数)左右，无法满足更高应用的要求。需在满足安全性的前提卜.，通过材料和结构的改进来提高容器的储氢压力以增大储氢密度，同时降低储氢的成本，满足商业应用。低温液态储氢姑指在在I(Hkpa下，氢气冷冻到-253C以下即变为液态氢。液化氢气具有存储效率高、能量密度大(12MMJkg)成本高的特点。氢的液化需要消耗大量的能源。氢的液化消耗9kJmol能量，实际过程消耗的能量
22、大约是理论值的5倍，每千克液态氢耗能在8MJ以上j因为液化温度与室温之间有20(C以上的温差，加之液态氢的蒸发潜热较小，所以不能忽略从容器渗进来的侵入热量引起的液态氢的气化。罐的表面积与半径的二次方成正比，而液态氢的体积则与半径的三次方成正比，所以由渗透热量引起的大型罐的液态氢气化比例要比小型罐的小。液态储氢的适用条件是存储时间长、气体量大、电价低廉。氢能的运输主要包括压缩氢气的运输、液态氢的运输、利用储氢介质输送、利用管道输送和制造原料的输送。压缩氢气的运输是把氢气压缩成高压气体后进行的输送，适用于往离站制氢型加氢站输送的场合。该方法的特点是在输送、储存、消费过程中不发生相变，能量损失小，但
23、一次输送的量也比较少，因此适合距离较近、输送量少的场合。如果是实验室用等小规模场合，一般可采用氢气瓶来输送压缩氢气，而加氢站的场合则需要大规模的输送方法，为此开发出了转载大型高压容器的牵引车。对牵引车输送来说，重要的是一次可输送的量，但是行驶在普通道路上的牵引车的大小要受到道路交通法的限制,尤其是对质量和大小的管制。由于钢制容器过重，无法提高装载量，正努力实现轻型化及高压化，从而提高氢气装载量。液态氢输送的原理和压缩氢气差不多，主要区别是储存罐装的是液态氢，对保温性能要求更高。因为液态氢制造时的液化效率低，因此会导致整体输送的能量效率降低。将液态氢从液氢罐传移到加氢站储氢罐里时，不能忽略把配管
24、冷却到液态氢温度时的蒸发损失。防止水蒸气、氮气、氧气等可能聚集于液氢罐内的物质的混入也是很重要的。当运输的规模较大时，有利于提高能量效率，降低运输成本。利用储氢介质输送是利用储氢技术把氢吸收于载体进行输送的方法。但是上述的儿种储氢载体的储氢质量百分比较低，运输相同质量的氢，该种方法总质量更大。运输过程中为了降低运输成本，质量的重要性要高于体积，所以这是该方法的主要缺点。以有机氢化物为例介绍该种方法。通过一定的条件将氢气与环己烷进行反应生成液态的紫，之后将米储存在油罐中，然后利用油罐车将茶运送到目的地，再通过一定的化学反应将苯进行脱氢分离得到氢气。管道输送无论在成本上还是在能量消耗上都将是非常有
25、利的方法。在大型工业联合企业，氢气的管道输送已被实用化。人们正在研究发挥管道特色的新组合j例如，利用现有的城市煤气管道输送天然气和氯气的混合物，在加氢站里根据需要抽取提纯氢气的设想正在探讨之中。如果把管道本身的压力提高，则在加氢站里不需要压缩机。由于氢气的储存输送有着或多或少技术问题或者经济问题，所以可以直接把制氢原料运送到加氢站，然后制备氢气直接进行使用或储存。常见原料有各种烧类物质、甲醉等，这些原料的运输技术成熟，成本较低。但是要求加氢站的规模较大，才有较好的效益。江西省发改委、江西省能源局印发江西省氢能产业发展中长期规划（2023-2035年）：统筹各地氢能产业发展的综合条件和已有基础，
26、着力建设以“九江-南昌-吉安-赣州”为轴线的“赣椰氢经济走廊”，贯通链接内部、融入周边的氢经济主动脉，北面融入长江经济带，南面对接粤港澳大湾区，带动东西两翼各地结合自身优势积极发展氢能相关产业。2023年，为加速氢能产业的发展，德国政府通过了更新版国家氢能战略。随着科技的发展和环保意识的提高，新能源客车逐渐成为公共交通领域的重要发展方向。为了更好地推动新能源客车的普及和应用,提高驾驶员的技能和知识水平，本次培训课件将围绕新能源客车的原理、操作、维护及安全等方面进行介绍。通过本次培训课件的学习，我们了解了新能源客乍的原理、操作、维护及安全等方面的知识。在未来的工作中，我们应该积极推广和应用新能源客车，提高公共交通的环保性和可持续性。我们也要不断学习和掌握新技术，为公共交通事业的发展做出更大的贡献。
