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[工程技术] 氢能是个大骗局吗

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 楼主| 发表于 2019-6-1 00:54:05 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2019-6-11 10:56 编辑
. V( v. R0 O% U9 ~; s8 L$ B
9 n1 |3 C2 r" ~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  L; O, }8 P, s, Q* L3 H3 ]; B
" _5 |4 T3 e: B' d
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。
9 F( \- c# j, t" T+ j+ b2 s0 Z9 u* m6 L- a
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。
7 K- q$ s1 q9 ~7 d
5 m$ ]+ t& y5 i' W' Q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。
3 Y$ @* m/ {' v! L9 w+ t
& `" n2 N5 ?* [4 o5 L  V" n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。! U1 O* W$ a4 L0 W4 c
' i2 H! S: {1 d1 X% n- s
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。
$ v& P1 o6 d$ b" \9 u  n$ c) O  g( o* \% [* Q
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。" e" e& p7 b% K6 H
2 B' \" r$ @7 W. Z6 {
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。
$ U7 G! p5 B; n# m7 G4 J
" b9 j% q) y$ z5 r. G! c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。  m1 G5 s. S, Q- p7 P7 S3 D
8 J' ?, p- n4 x5 @: i; N6 U
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?% v1 `/ p; }3 j1 J. n" }
* g: U. u- l. j3 p5 c" q7 o' m
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。2 ^: E$ S- J' S0 X( R6 g

4 p8 {6 |; \, W) }9 Y* p, g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。
0 _8 C5 C" V% l5 k( P
1 R& U6 h' g: B! c) G2 o* B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。
: o- D* S  i/ g7 \4 _2 L( W
. X2 f0 h# A: j6 I2 z3 v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。& ]- ?) W6 W0 e- f5 F1 x, p6 ^9 s4 g
; Q9 q- D4 p6 E' v
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?
6 D/ t% B7 e8 ]
+ a& N  a+ a  |) [) y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。
) R/ J+ f' a# I1 l8 T0 g# C- [2 r! w6 N7 Z! }$ o6 O9 o
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。! J, P: s: f6 b8 F+ c1 I+ ~

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2023-8-28 01:10
  • 签到天数: 1748 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2019-6-1 01:00:11 | 只看该作者
    简单说氢能不是骗子,这个院长是

    点评

    给力: 5.0 不能同意更多: 5.0
    油墨: 5.0 油菜: 5.0
    油菜: 5 给力: 5
      发表于 2019-6-4 02:39
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2019-6-1 01:33
    给力: 5 不能同意更多: 5
      发表于 2019-6-1 01:23
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  • TA的每日心情
    开心
    2023-4-1 00:01
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    [LV.9]渡劫

    板凳
    发表于 2019-6-1 01:00:54 | 只看该作者
    想起来以前还有个hybrid的思路是用动能,把刹车能存储在一个飞速旋转的叶片上~~~ 后来貌似也是安全问题,没有量产。
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  • TA的每日心情
    擦汗
    2023-2-28 12:05
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    [LV.Master]无

    地板
    发表于 2019-6-1 01:33:13 | 只看该作者
    IBM曾经搞过锂空气电池,花重金搞了7年最后没法突破,项目关闭了。
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2023-8-28 01:10
  • 签到天数: 1748 天

    [LV.Master]无

    5#
    发表于 2019-6-1 01:48:18 | 只看该作者
    tanis 发表于 2019-5-31 12:00
    : o, c4 r5 i  e6 A9 z& o# g4 }) G8 G想起来以前还有个hybrid的思路是用动能,把刹车能存储在一个飞速旋转的叶片上~~~ 后来貌似也是安全问题,没 ...

    . k: U, a" t! F4 w飞轮储能,这个好像有过。不过用机械能储能,这个一直不是很可靠。分分钟把人切成羊肉片
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  • TA的每日心情
    开心
    2023-3-1 00:08
  • 签到天数: 2397 天

    [LV.Master]无

    6#
    发表于 2019-6-1 02:13:58 | 只看该作者
    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。

    $ o; C( Y7 F" C4 t悲观地认为,这个问题恐怕是无解了。。。 氢是宇宙的基础,这个宇宙之内有什么东西能挡得住它吗?
    + H" W5 a( D9 I3 p! z2 [
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    该用户从未签到

    7#
     楼主| 发表于 2019-6-1 02:26:17 | 只看该作者
    tanis 发表于 2019-5-31 11:00, f% O; V, j/ @+ @
    想起来以前还有个hybrid的思路是用动能,把刹车能存储在一个飞速旋转的叶片上~~~ 后来貌似也是安全问题,没 ...

    ; n3 u2 |; f2 x印度人还用压缩空气作为“未来汽车”的动力呢!再开一点脑洞:不如自己背一个水箱,落差驱动水车,车底再把水接住,……
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  • TA的每日心情
    开心
    2 小时前
  • 签到天数: 3432 天

    [LV.Master]无

    8#
    发表于 2019-6-1 02:26:37 | 只看该作者
    MacArthur 发表于 2019-5-31 13:13
    1 C3 o% \. o7 a悲观地认为,这个问题恐怕是无解了。。。 氢是宇宙的基础,这个宇宙之内有什么东西能挡得住它吗?
    ! d7 g9 Q. V! T  V* w2 Y+ u; o- l ...
    - k( ~2 I5 r. F' S' z6 y2 o8 @0 e

    ) F% U$ l6 z; v9 v( e- H/ S' y, c要抱有希望, 某种材料一突破, 很多都变成可能
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  • TA的每日心情
    开心
    2021-10-28 00:02
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    [LV.10]大乘

    9#
    发表于 2019-6-1 04:48:17 | 只看该作者
    伦敦单层巴士已经有用氢能的了。 现在准备订双层氢能巴士, 一辆要50万镑, 价钱是电能的一倍。
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    该用户从未签到

    10#
     楼主| 发表于 2019-6-1 04:51:37 | 只看该作者
    舒拔 发表于 2019-5-31 14:48
    7 F! F1 G! R+ h4 `伦敦单层巴士已经有用氢能的了。 现在准备订双层氢能巴士, 一辆要50万镑, 价钱是电能的一倍。 ...
    : |# l2 z; Q  W' k, R* H
    好呀,让英国人开路吧,这条路中国人就不必急着挤进去了。1 \! U# E+ q- ~. o

    2 Y( s$ ]4 C! x伦敦的氢动力巴士是燃料电池,还是内燃机?气态储氢还是液氢?
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45
  • 签到天数: 2441 天

    [LV.Master]无

    11#
    发表于 2019-6-1 05:33:25 | 只看该作者
    本帖最后由 东湖珞珈 于 2019-6-1 05:38 编辑   D1 B+ H, `' r' k0 x4 k: s% K$ u

    1 e! a! H2 ^) }: \. R美国这边一堆设备用3000PSI这个标准,比如潜水气瓶。7 ~: A, E+ y7 {" B
    十多年前我玩预压缩空气的PCP气枪,就是用潜水气瓶来灌气,所以整个系统需要耐压5000PSI,才能安全的用3000PSI操作。当时也是小心翼翼的,这3000PSI的枪要是爆了就像一个小炸弹一样,还是在脸边上爆。能量不用担心,正常发射的话,就是用击锤敲开气瓶口极其短暂的放一点气。就这点气的推力,小口径的打死猫猫狗狗这样的小型动物没有问题,大口径的连野猪鹿都能通杀。
    + ]- _; A, n" i. J# v5 h3 s转换一下,3000PSI才区区20MPa多一点,比上面说的氢70MPa低多了,我那还是压缩空气,不会烧的,这可是氢气!坐在这种炸弹上面,想起来就怕怕。
    3 F$ R6 u6 S# F1 i! e
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    该用户从未签到

    12#
     楼主| 发表于 2019-6-1 06:23:48 | 只看该作者
    东湖珞珈 发表于 2019-5-31 15:33
    ! z+ |' I3 B- F: t3 w美国这边一堆设备用3000PSI这个标准,比如潜水气瓶。
    $ j* A  p' B6 s9 i- G, j! [十多年前我玩预压缩空气的PCP气枪,就是用潜水气瓶来 ...

    3 m; |9 \0 M5 d$ H2 `$ P4 s4 j还有量的差别啊。你的潜水气瓶才多少气在里面?真的释放了,压力马上就掉下来了。而储氢的容器没有一点容量干不了事,但这容量释放出来,那才不得了。
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  • TA的每日心情
    开心
    2021-10-28 00:02
  • 签到天数: 1317 天

    [LV.10]大乘

    13#
    发表于 2019-6-1 06:36:05 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2019-5-31 20:51
    - i, l* |: _4 y- B好呀,让英国人开路吧,这条路中国人就不必急着挤进去了。% c" m$ q6 U( }: l- A4 e. l
    ; a' |3 E$ o7 I" t! P
    伦敦的氢动力巴士是燃料电池,还是内燃机?气 ...

    8 W7 f7 h5 ?. V8 z3 y8 _- \$ g" |7 T* t% O0 C" J
    燃料电池(单层巴士的电池是你们加拿大公司Ballard制造的)。 没提氢气储存方式, 估计是液态氢。 氢气提取用的是海上风电。 伦敦政府喜欢折腾人, 前几年政府还鼓励大家买柴油车,黑色出租必须是柴油的。 今年开始除了黑色出租, 柴油车进城每天要多收12镑5污染费
    4 g9 W) W( S, ~7 M
    & b% L2 z1 O/ V, x# c! K0 x5 ^双层巴士由这家北爱尔兰公司生产http://www.wrightsgroup.com/news/news_item/WRIGHTS-GROUP-SHOWCASES-GROUND-BREAKING-HYDROGEN-FUEL-CELL-TECHNOLOGY
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  • TA的每日心情

    2020-11-20 06:24
  • 签到天数: 1618 天

    [LV.Master]无

    14#
    发表于 2019-6-1 06:54:56 | 只看该作者
    完全赞同!
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    15#
     楼主| 发表于 2019-6-1 07:23:37 | 只看该作者
    舒拔 发表于 2019-5-31 16:360 Z5 X+ v' x3 z6 C3 N  I% z  r
    燃料电池(单层巴士的电池是你们加拿大公司Ballard制造的)。 没提氢气储存方式, 估计是液态氢。 氢气提 ...

    5 E7 s: J: z- {4 o  }: g( u这个Ballard,好多年了,full of promise,little delivered
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    该用户从未签到

    16#
    发表于 2019-6-1 09:07:18 | 只看该作者
    看过几个关于氢燃料电池研究的新闻,发现其原始研发人员基本都是从加拿大回国的华人,不知道燃料电池技术在加拿大应用推广是不是阻力比较大。
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  • TA的每日心情
    奋斗
    29 分钟前
  • 签到天数: 2903 天

    [LV.Master]无

    17#
    发表于 2019-6-1 10:49:16 | 只看该作者
    看到一些氢气球爆炸烧伤孩子的事件,
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    该用户从未签到

    18#
     楼主| 发表于 2019-6-1 12:50:57 | 只看该作者
    水杉 发表于 2019-5-31 19:072 v2 ]0 U4 U/ _4 g: e
    看过几个关于氢燃料电池研究的新闻,发现其原始研发人员基本都是从加拿大回国的华人,不知道燃料电池技术在 ...

    6 C1 Z0 J! r" ^# u1 G6 r/ M因为加拿大的Ballard公司是氢燃料电池的大本营
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  • TA的每日心情
    开心
    2023-3-1 00:08
  • 签到天数: 2397 天

    [LV.Master]无

    19#
    发表于 2019-6-1 22:52:52 | 只看该作者
    舒拔 发表于 2019-5-31 17:36
    . H# V. J) X7 i6 x' M' U/ m7 p燃料电池(单层巴士的电池是你们加拿大公司Ballard制造的)。 没提氢气储存方式, 估计是液态氢。 氢气提 ...
    伦敦政府喜欢折腾人, 前几年政府还鼓励大家买柴油车,黑色出租必须是柴油的。 今年开始除了黑色出租, 柴油车进城每天要多收12镑5污染费
    " P* J/ \9 ?" n  x0 @4 C2 T
    这就叫政府呵,服不服都是它说了算。。。
    * |3 J4 c" a4 j; I/ A# U& y) j5 j2 U: G

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      发表于 2019-6-2 09:55
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    20#
    发表于 2019-6-10 01:48:52 | 只看该作者
    说到底还是为了太阳能,风电解套。
    # s: [7 g  G/ s' O- K3 a实际可行的路线,可能还是500度下,和煤炭催化反应,生成甲烷,当天然气烧。5 r( Q. r5 |+ }5 O, T' M9 W8 o& U
    其余的,都是妄想。骗取补贴当生意的。

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    油墨: 5 油菜: 5 给力: 5 涨姿势: 5
    一句话点醒不懂得人  发表于 2019-6-10 03:29
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