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本帖最后由 晨枫 于 2019-6-11 10:56 编辑
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& ?. n% v% x1 t4 ? J4 T观网登载了一篇据说是醍醐灌顶的《氢能不是大骗局》的文章，现在找不到了，但别的网站还有。https://www.cnqiang.com/2019/05/50460.shtml
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作者据说是前工程院副院长、战略科学家干勇。必须说，氢能不是大骗局，但照着干文的误导走，真可能弄成大骗局。3 H9 c( c! d# ]/ l, D. B
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氢是可燃的，燃烧产物是水，所以没有污染。氢是可以从电解水或者碳氢化合物裂解中制取的，可算是取之不尽、用之不竭。这些都没错。氢能是未来能源结构的重要组成部分，但作为车用能源，作者身为前工程院副院长，在关键技术和安全问题没有解决之前，就认定和鼓吹这是未来主流能源的方向，这是轻率、武断甚至不负责任的。2 `9 `) H' J' g G
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氢能作为未来主流能源，是与电能相比较的。电能可以通过光电、风电、水电、潮汐电等绿色能源产生，但远距离、低损耗的长途输电是一个问题，最大的问题则是储存，到现在为止，还没有理想的解决办法。氢能可以从电解水或者碳氢化合物裂解中制取，但远距离的安全输送和储存的问题更大。& ?+ J( Q$ K% U0 z! n2 d% G: M$ u
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氢能的生命力在于电解水制氢。从碳氢化合物（煤、石油、天然气）制取工业用氢是可以的，但燃料用氢就不合理了。从碳氢制氢不仅过程本身的能耗和损耗问题，还有二氧化碳捕获。有这个功夫，还不如直接使用碳氢燃料，提高燃烧效率、降低排放。7 p- a; \' ^1 H
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在绿色电能过剩的时候，电解水制氢，把氢作为间接的储能，这是可行的。但电解水是大电流作业，高度危险，不宜分布式运作，应该集中化。这就回到氢的运输和储存了。% Z9 j/ z K0 J' W
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工业规模的氢储存和运输是有办法的，成本高点，使用规定严格点，只有受过严格训练的人才能接触，等等，安全问题还是能解决的。但干文的重点在于机动的分布式应用，主要是汽车（包括轿车和卡车，首先从卡车开始），这就是不同的概念了。3 a$ I! s, a; L9 ]# a7 r% l4 a
6 u: } {" H) Y( Z B常规的氢储运有高压气态和低温液态。要达到一定的储氢密度，气态储氢的压力很高，国内的典型压力是35MPa，欧美则是更高的70MPa。很多人对这压力可能没有多少概念。1MPa相当于100米水柱。也就是说，35MPa的压力如果储水的话，顶上开一个洞，在理论上可以朝天打出3500米高的水柱，70MPa当然就是7000米高的水柱。实际上，水柱有发散问题，打不到那么高，但意思在那里。如果人在附近的话，针眼般的泄漏就可以把人拦腰斩断，那叫干净利索绝对没商量。
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* R4 Z, J) b0 k8 j7 r, y8 }1 b7 y高压气态的加注也是问题。这可不是加油枪那样朝加油口里一插就完事了，而是需要可靠的闭锁和气密。加氢压力还要高于容器内压力，这和轮胎打气要打到32PSI但压缩机的压力可以达到至少60PSI一样，没点压力差气根本打不进去。加氢的气密挑战比容器本身更大。而且作用汽车上的使用，这要所有人都能安全可靠地使用才行，而不是只有受过专业训练的人才能用。; n: d$ v$ r6 m; S. X5 P
: ]9 `# C% f1 j4 L) {6 A1 E干文以氧气枕头为例，说明危险品是可以随着技术进步而不危险的。打火机放在家里，即使泄露也不至于造成危险；汽油桶放在家里，危险性就极大增加。量变导致质变，工程院副院长不会连这个道理也不懂。要含有足够的燃料，“氢桶”必须有足够容积，必须有足够高的压力。液氢还有超低温的问题，碳氢储放氢的技术路线更有自有问题，已有另文叙述，这里不再重复。事实上，100年后，氧气钢瓶依然是危险品，副院长大人用氧气枕头来做例子，但回避了氧气钢瓶，不知道是何居心？
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6 o+ N% @. J2 a长途输氢的问题也大。典型长途天然气管道压力在1.4-10.5兆帕，相比之下，液化气钢瓶的最大压力不超过2.1兆帕。同等重量下，氢气的热值比天然气高三倍，但天然气的比重比氢气高8倍，所以要输送同样热值的氢气，需要输送2.7倍的体积，管径不变的话，压力要相应提高。氢气的渗漏性特别高，高压下加剧，长途输送的管道密封、泵站密封是巨大的问题，长期使用后金属管壁的氢脆也难以解决。$ I% ~3 L( {* Q$ A5 j
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干文还鼓吹氢即使泄漏燃烧，也比普通碳氢燃料更加安全，因为挥发性强，不容易聚集。氢燃烧的时候是无色透明的，除了能看到热浪导致空气的扭曲，看不见氢的火焰。在工业上，在怀疑有氢气泄漏的地方，需要带红外探测仪进入现场，否则等感到热度了就晚了。
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, j+ O% l5 D5 }7 @* {! |) E氢气的挥发性强不假，但这是在开放空间。在地下车库等密闭空间，或者氢气的数量太大的时候，氢气照样聚集，照样燃烧、爆炸。“兴登堡”号飞艇了解一下。美加有相当数量的以液化丙烷作燃料的汽车，大部分地下车库是不让这些车进的，就怕万一泄漏，形成爆炸性很强的燃气云。液化丙烷与液氢或者高压气态氢相比，可是温和太多了。7 y0 ?' K! ~4 i- M
/ X- A8 i- q/ }; p6 x2 m7 C8 I液态有机储氢是另一条技术路线，有很多优点，但加氢和脱氢都相当于一个危险品化工厂，工业化集中运作可以，比如与调峰电站相结合，但在汽车上分布式运作则问题多多，在可预见的将来看不到解决的希望。
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9 ~4 O) p' P2 q8 f4 R/ l$ I1 @3 S干文以氢燃料电池作为未来氢能的使用终端应用，这更是问题多多。氢燃料电池在阿波罗飞船时代就被广泛看好，被看作未来动力的主要形式，但除了氢的制备和储运，需要铂催化剂也是个大难题。铂是稀贵金属，在自然界的储量比黄金还要稀少，年产量更是只有黄金的5%。锂电池要大发展，一个大问题是锂的储量和产量，但锂毕竟不是稀贵金属。锂尚且如此，用铂的氢燃料电池倒是大发展无压力了？
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在近期，以氢为燃料的内燃机、外燃机更加现实。氢在常温常压下是气态，与空气容易形成完美混合，燃烧容易。内燃机自然就是汽油机那样的点燃机制或者柴油机那样的压燃机制，或者燃气轮机，外燃机则有蒸汽机、斯特拉发动机等。这些都有成熟的技术，转换成氢燃料没有太大的技术困难，当然热效率方面不及氢燃料电池。8 G( ~; v1 |8 S6 i0 K" V* ?
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氢能是骗局吗？不是。以液态有机储氢结合氢燃料的内燃机、外燃机发电，用作调峰发电，是风电、光电（包括光伏和光热）、潮汐电等间隙性发电的有力补充，氢能还会有更多的用处。但干文鼓吹的技术路线倒是真可能成为大骗局了。/ \0 v2 H. @3 A/ Q# {
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发表于 2019-6-1 01:00:11
