本書內容共四章。第1章和第2章分別介紹了國內外氫能源研究的最新動態(tài)以及氫能源應用的主要領域;第3章重點介紹了國際上氫能儲能和發(fā)電技術示范應用項目的現(xiàn)狀;第4章介紹了氫能儲能發(fā)電過程中可能存在的技術難點和關鍵材料問題,包括儲氫材料的篩選、技術經濟性分析、效率分析、技術匹配性分析等一系列問題;在結束語附錄中對我國氫能儲能發(fā)電前景進行了展望。
國內也將發(fā)展氫能列入國家的重大發(fā)展項目之列,統(tǒng)一規(guī)劃發(fā)展氫能系統(tǒng)技術的開發(fā)項目
對國際上的氫能儲能發(fā)電示范應用項目進行了詳細的介紹
能源是人類社會賴以生存的物質基礎,安全可靠和廉價的能源是經濟穩(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,且對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的污染和破壞,大力發(fā)展清潔能源發(fā)電及其大規(guī)模并網應用技術將成為未來全球發(fā)展的趨勢。
氫能作為一種理想的能源,以其來源簡單(來源是水)、污染排放(釋放是水)、可從風能、太陽能等新能源發(fā)電中高效轉化利用,是最有可能帶來能源革命性變革的新型清潔能源,也是促進節(jié)能減排最具革命性的戰(zhàn)略發(fā)展資源。世界主要發(fā)達國家和國際組織都對氫能源賦予極大的重視,紛紛投入巨資進行氫能相關技術的研發(fā)。美國、日本、歐盟等更是致力于控制21世紀“氫經濟”發(fā)展的制高點!皻浣洕币呀洺蔀21世紀新的競爭領域。
氫能的一個重要應用就是氫儲能發(fā)電,是通過將新能源(太陽能、風能、潮汐能等)產生的多余電量用電解水制氫,并將氫氣儲存,在需要時通過燃料電池把化學能直接轉換為電能,只要有源源不斷的水就能不斷發(fā)電。氫能發(fā)電具備能源來源簡單、豐富、存儲時間長、轉化效率高、幾乎污染排放等優(yōu)點,是一種應用前景廣闊的儲能及發(fā)電形式,可以解決電網削峰填谷、新能源穩(wěn)定并網問題,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,推進智能電網和節(jié)能減排、資源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。在氫儲能技術方面,歐洲的發(fā)展相對成熟,有完整的技術儲備和設備制造能力,也有多個配合新能源接入使用的氫儲能系統(tǒng)的示范項目。如美國、日本都將氫能發(fā)電作為電網新能源應用長期的重點發(fā)展方向進行戰(zhàn)略規(guī)劃。目前,國際上小型氫能“發(fā)電站”開始進入推廣期,大型氫能發(fā)電示范站也在逐步建設中。而國內也將發(fā)展氫能列入國家的重大發(fā)展項目之列,統(tǒng)一規(guī)劃發(fā)展氫能系統(tǒng)技術的開發(fā)項目。國家電網公司也正在進行氫能儲能發(fā)電的前瞻性研究。
本書查閱分析了大量國內外科技文獻等資料,總結成數據圖表,對氫能儲能發(fā)電技術的關鍵材料及關鍵技術進行了總結,并對國際上的氫能儲能發(fā)電示范應用項目進行了詳細的介紹,分析了在氫能發(fā)電過程中可能遇到的技術實施中的關鍵技術和關鍵材料問題,包括材料的篩選、技術經濟性分析、效率、技術匹配問題等一系列問題,提出國內示范應用應重點解決的關鍵技術。通過本書的閱讀,將使讀者清晰全面地了解氫能儲能發(fā)電,同時也能為我國將來建設氫能儲能發(fā)電項目提供技術參考依據,這對于推進我國電網用氫能儲能發(fā)電、推進智能電網的發(fā)展具有重要意義。
由于作者水平有限,書中難免有不妥之處,希望讀者予以批評指正!
編著者
2017.1
第1章氫能源/1
1.1氫能的特點2
1.2全球氫能源發(fā)展現(xiàn)狀7
1.2.1美國7
1.2.2日本9
1.2.3歐盟11
1.2.4德國13
1.2.5北歐14
1.2.6中國16
1.3全球從事氫能源基礎設施生產的相關企業(yè)17
參考文獻19
第2章氫能源的開發(fā)與利用/20
2.1氫能在工業(yè)中的應用20
2.2氫能源在航空器上的應用21
2.3氫能源在交通運輸領域的應用21
2.4氫能在生活中的應用22
2.5氫能在儲能發(fā)電上的應用23
2.6氫能開發(fā)存在的問題24
第3章氫能儲能發(fā)電現(xiàn)狀/26
3.1氫能儲能發(fā)電介紹26
3.2氫能發(fā)電前景分析28
3.3氫能儲能及發(fā)電研究與示范性項目31
3.3.1美國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44
3.3.7希臘44
3.3.8西班牙48
3.3.9英國49
3.3.10意大利51
3.3.11德國53
3.3.12韓國57
3.3.13中國(未含中國臺灣)57
參考文獻58
第4章氫能儲能發(fā)電技術實施/61
4.1氫氣的儲存技術61
4.1.1高壓儲氫62
4.1.2液態(tài)儲氫63
4.1.3固態(tài)儲氫65
4.2儲氫材料66
4.2.1儲氫合金68
4.2.2配位氫化物76
4.2.3金屬氮氫化物78
4.2.4氨硼烷化合物79
4.2.5金屬有機框架材料80
4.2.6碳質儲氫材料80
4.2.7玻璃微球儲氫82
4.2.8儲氫材料的儲能參數和性能特點比較82
4.2.9儲氫材料研究小組以及研究方向86
4.3儲氫容器90
4.3.1高壓儲氫罐90
4.3.2液化氫氣儲罐91
4.3.3金屬氫化物儲氫罐92
4.3.4復合儲氫罐104
4.3.5其他固態(tài)儲氫罐109
4.3.6國內外金屬氫化物儲氫罐生產狀況113
4.4氫能儲能發(fā)電用儲氫材料118
4.4.1儲氫材料要求118
4.4.2儲氫材料性能及技術經濟性分析118
4.4.3儲能發(fā)電用儲氫材料篩選126
4.4.4應用實例分析127
4.4.5儲氫容器技術經濟性分析129
4.5氫能儲能發(fā)電用儲氫系統(tǒng)的技術指標130
4.6氫能儲能發(fā)電示范應用的關鍵技術匹配問題133
4.6.1電解過程制氫與儲氫材料匹配中的關鍵技術和問題133
4.6.2燃料電池與儲氫材料工作匹配的條件134
參考文獻136
附錄中國氫能發(fā)電前景展望/144