這增加了其儲(chǔ)存的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)成本問題:目前,氫能源的儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本相對較高。無論是高壓氣瓶、低溫儲(chǔ)罐還是固態(tài)儲(chǔ)氫材料,都需要特殊的設(shè)備和材料,這些都會(huì)增加成本。此外,儲(chǔ)存過程中可能需要的能耗也會(huì)進(jìn)一步推高成本。
氫,作為宇宙中豐富的元素,構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的約 75%。在地球上,雖然氫氣單質(zhì)在大氣中含量,但化合態(tài)的氫廣泛存在于水和碳水化合物等物質(zhì)中。氫燃料,通常指液態(tài)氫燃料,是一種清潔能源,燃燒產(chǎn)物只有水,不會(huì)產(chǎn)生灰渣和廢氣,對環(huán)境十分友好。
在交通領(lǐng)域,氫燃料電池汽車正逐漸嶄露頭角。與傳統(tǒng)燃油汽車相比,氫燃料電池汽車能夠提供相當(dāng)?shù)睦m(xù)航里程,同時(shí)加氫時(shí)間相對較短,為用戶帶來便利。以豐田和現(xiàn)代為代表的氫燃料電池汽車,已經(jīng)在市場上得到了一定程度的推廣。
在工業(yè)領(lǐng)域,氫燃料同樣有著廣闊的應(yīng)用前景。它可以用于發(fā)電、供熱等,為工廠提供穩(wěn)定的能源供應(yīng)。在一些對能源純度和穩(wěn)定性要求較高的工業(yè)生產(chǎn)過程中,如電子芯片制造、金屬冶煉等,氫燃料的優(yōu)勢尤為明顯。
氫氣還是重要的化工原料和還原劑,廣泛應(yīng)用于石油煉制、化肥生產(chǎn)等行業(yè)。在石油煉制中,氫氣可用于加氫裂化、加氫精制等工藝,提高油品質(zhì)量;在化肥生產(chǎn)中,氫氣是合成氨的重要原料。
氫燃料在電力領(lǐng)域的應(yīng)用,主要通過燃料電池或氫氣輪機(jī)將氫能轉(zhuǎn)化為電能,為家庭、企業(yè)等提供清潔電力。在分布式能源系統(tǒng)中,氫燃料電池可以作為備用電源或立電源,確保在電網(wǎng)故障或停電時(shí),仍能為用戶提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。
目前,氫燃料的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本都較高。制取氫氣的方法,如電解水制氫,需要消耗大量的電能,導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下;而化石燃料制氫雖然成本相對較低,但會(huì)產(chǎn)生一定的碳排放,不符合可持續(xù)發(fā)展的要求。高壓儲(chǔ)存氫氣需要昂貴的設(shè)備,運(yùn)輸過程中也需要特殊的管道或車輛,這進(jìn)一步增加了氫燃料的成本。
加氫站的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于加油站,這給氫燃料汽車的普及帶來了的困難。建設(shè)加氫站需要高昂的投資,包括土地購置、設(shè)備安裝、運(yùn)營維護(hù)等費(fèi)用,而且加氫站的運(yùn)營還面臨著氫氣供應(yīng)不穩(wěn)定、市場需求不足等問題。這些因素都制約了加氫站的建設(shè)速度和規(guī)模。
隨著科技的不斷進(jìn)步,新型材料的研發(fā)有望降低燃料電池的成本,提高其性能和壽命。例如,質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)中,新型質(zhì)子交換膜材料的研發(fā)可以提高電池的效率和耐久性;在儲(chǔ)氫技術(shù)方面,金屬氫化物儲(chǔ)氫、碳納米管儲(chǔ)氫等新型儲(chǔ)氫材料和技術(shù)的研究,為降低儲(chǔ)氫成本、提高儲(chǔ)氫安全性提供了可能。