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全球可再生能源增长率将翻番
2018-12-31来源:本站作者:灰灰

全球可再生能源增长率将翻番

氢生产过程也消耗能量,这也是氢可能遭受的一些问题的根源。解决这个问题的一个重要方法是使用来自可再生能源的氢气,特别是将最初丢弃的风能转换成0.61776太阳能。

《BP世界能源展望(2017年版)》预计到2035年可再生能源增长率将翻一番,发电量增长的三分之一将来自可再生能源。使用可再生能源生产氢气引起了很多关注,可再生能源氢气生产的研究和示范项目也在不断涌现。

间歇性产生可再生能源导致放弃风、被遗弃的水、放弃光是非常严重的。通过将风能和电能转化为氢气,不仅可以解决废弃电力问题,还可以利用氢气进行再生,以提高电网的协调性和可靠性。 。

日本东北电力株式会社和东芝株式会社从2016年3月开始尝试使用太阳能电解水生产氢气,然后获得氢气发电。该实验设备包括约50千瓦的太阳能设备、约60千瓦的电池、约5Nm3 / h的水电解氢发生器、约200Nm3的氢吸附合金储氢罐和10kW的燃料电池。

丰田提出了一条从生物和农业废物中生产氢气的技术路线。丰田将在美国长滩建造一座兆瓦的可再生能源加氢站“Tri-Gen”,该生产厂生产生物和农业废弃物的氢气,每天为2,350个家庭提供约2,350千瓦的电力和1200千克的氢气以及日常使用1,500辆燃料电池汽车。

在德国推出的天然气发电项目在电力不足时收集可再生能源的剩余电力,通过电解水产生氢气。产生的氢气被注入当地的天然气管道以进行能量储存。随着这些项目的增加,电网的协同效应逐渐得到验证。

氢能的储存是氢能应用的主要瓶颈之一。据统计,美国能源部的所有氢能研究基金都用于研究氢的储存。氢储存行业对储氢的要求通常对储氢系统是安全的。、容量很大。、成本低。、易于使用。从目前主要的储氢材料和技术来看,有高压储氢器、液态储氢器、金属氢化物储氢器、有机氢储氢和管道输送氢气。目前,液氢储运已逐渐成为研发的重点。该国已将液态氢的运输成本降低至高压氢的八分之一左右。日本已经采用液氢供应链系统的发展作为解决大规模氢能应用的先决条件。基本思路是以澳大利亚褐煤为原料生产氢气,然后通过碳捕获将其脱碳,然后运回日本使用。为了支持液氢供应链系统的发展,解决液氢储运的关键技术问题,公司积极投入研发,大部分产品已进入实际检验阶段,如Iwatani Industry开发的大型液态氢储运罐。真空排气设计确保储罐的高耐热性,同时实现高耐热性。

目前,液氢加氢站已开始出现在国际舞台上,并已遍布美国、美国和法国市场。目前,全球近400个加氢站中有三分之一以上是液氢加氢站。在日本,岩谷工业株式会社成功建立了16个液氢加氢站。美国液氢加氢站建设公司主要基于Plug power、Air产品公司。法国市场上液氢加氢站的建设主要是林德。公司。中国的液态氢工厂仍处于发射太空火箭服务阶段。由于规定,它不适用于民用部门。

作为燃料电池汽车的配套基础设施,加氢站随着燃料电池汽车的推广和应用而备受关注。根据H2stations.org的数据,2016年世界上有92个新的加氢站,其中83个向公众开放,其余9个专用于公共汽车或车队客户。在区域分布方面,日本新增45个,增长率第一,2015年增长17个,超过28个;北美25个,其中20个位于加利福尼亚州;欧洲22个,与2015年相比在这一年中,19个座位中有19个增加了,其中6个位于德国,德国的公共加氢站总数增加到22个。此外,还有29个加氢德国正在建设或即将开放的车站超过美国,该美国有24个加氢站在建。为满足大规模运行的需要,加氢站的供氢能力逐步提高。随着氢燃料电池汽车的推广,每天为30-50辆乘用车或100辆乘用车提供加氢服务的加氢站已经出现并成为主流。加氢站的运行呈现出集成、模块化发展的新趋势,并且混合站的数量正在逐渐增加。混合形式是从独立加氢站、加油站和加氢站,到加油站、加油站、加氢站三站一个,以及便利店用、和充电桩。为燃料电池汽车的普及提供更多样化的基础设施解决方案。

日本九州大学开发的一种催化剂,可以在不同的pH值下氧化氢和一氧化碳。催化剂是镍和钌金属原子的水溶性复合物,具有独特的“蝴蝶”结构,可以模拟两种酶的功效。在酸性介质中的氢化酶(pH 4-7)和在碱性介质中的一氧化碳脱氢酶(pH 7-10)可以有效地避免催化剂中毒并提高氢生产效率。

非铂催化剂的开发被认为是低成本工业规模氢生产的基础。宾夕法尼亚大学和佛罗里达大学联合开发了一种非铂催化剂,它是一种加入到二硫化钼中的石墨烯、钨合金,可以使电解水反应有效,并且与铂催化剂具有相同的效果,但是成本大大降低。

降低铂金量的催化剂技术也取得了突破性进展。由查尔斯理工大学和丹麦科技大学共同研究的纳米合金催化剂可以减少铂的使用量,从而在一定程度上解决了燃料电池商业化的瓶颈问题。

分布式燃料电池系统目前分为重整氢燃料电池系统(主要是基于天然气的)和纯氢燃料电池系统。近年来,前者在欧洲和美国迅速发展,在、,特别是在日本。截至2016年底,日本已推出20万台,2016年底的价格为127万日元(约合人民币7.5万元),降至15万日元(约合人民币8,800元)。政府的目标是到2030年推广530万套。

在日本,引入家用燃料电池系统可以将能量效率提高约95%,并且可以在不受天气条件限制的情况下稳定地继续发电。根据爱信精机公司的统计数据,在使用家用燃料电池(ENE.FARM TYPES)后,日本家庭购买的电量下降了约80%。日本市场上常见的分布式燃料电池系统制造商主要包括松下、东芝、爱信精机、日立造船、Bloom能源和京瓷。其中,松下已推出五代分布式燃料电池产品。第五代产品可以使用长达90,000小时,可以为用户提供12年的使用寿命。新一代产品不仅通过减少Pt催化剂的量来降低成本,而且还改进了处理空气中杂质的技术并提高了耐久性。

在分布式燃料电池领域,松下的产品涵盖住宅和住宅产品。其建筑型住宅燃料电池已售出2000个单位。未来的研发目标是改善电力融资(意味着每个家庭可以互相交换电力而不是通过电网自由交换)、增加价值。住宅楼的燃料电池具有抗振动的、防风和防爆特性。它可以通过各种组合设计,以满足不同建筑物的实际情况。它还具有应急供电功能,并通过调节每个家庭的电力需求来进一步提高分布式燃料电池的附加值。 。

燃料电池汽车技术已接近成熟,但与商业化仍有一定距离。最大的限制是成本。单个公司很难快速降低成本,企业之间的合作也在增加。

通用和本田于2017年初宣布将投资4000多万美元(约合人民币2亿元)组建合资公司(FCSM),用于建设燃料电池堆生产线,大规模生产氢燃料电池系统,这属于汽车行业。第一家合资公司从事燃料电池系统的大规模生产。计划大规模生产的产品是燃料电池和相关系统。两家公司生产的燃料电池不仅用于汽车,还将用于军用、航空和家用领域。丰田还签署了FCV合作协议。丰田提供燃料电池等技术,宝马提供轻型车辆等技术。日产,戴姆勒和福特共同开发了价格合理的燃料电池汽车,共同加速燃料电池汽车技术的商业化。

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