太阳能技术利用,日本往左,中国往右。
本月,全球首例太阳能大规模制氢在日本试验成功,由日本“新能源产业技术综合开发机构”(NEDO)及东京都大学、信州大学等组成的研究团队成功利用阳光照射从水中分解出氧与氢的“光触媒”作用,在氢能方面有了革命性的突破。在100平方米的大范围试验中,成功分离出高纯度氢。有助于大量且低成本的制造氢的技术,标志着日本实现了全球首例太阳能大规模制氢。该成果已发表在国际科学期刊“自然”(Nature)。
新闻播报完毕,开始理论联系实际时间。太阳能制氢理论已经成型,下面几个问题来了:
1、这个理论为什么适合日本?
2、这个理论适不适合中国?
3、中国如何利用氢能源才符合国情?
第一、这个理论为什么适合日本?
先给答案,太阳能制氢适合国土狭窄而且地震频发的日本。未来能源革命,新能源主要来自核能和风能和太阳能和生物能。其中风能是受到地域限制和季节限制很明显。生物能现在看发展缓慢。剩下的核能和太阳能。日本广岛核泄漏以后,核能源的利用被日本否决了基本。所以日本必须也只能发展氢能源。
制氢(不包括工业废气中回收氢气)的主要方法有以下四种:
1、天然气(含石脑油、重油、炼厂气和焦炉气等)蒸汽转化制氢。天然气蒸汽转化制氢是较传统的技术,以前常用于大规模的氢气供应场合(5000Nm3/h以上)。
2、煤(含焦炭和石油焦等)转化制氢。煤制氢成本最低,但由于煤制氢工艺流程较长,通常适合于中、大规模的制氢装置(大于1000Nm3/h)。
3、氨裂解制氢。氨裂解制氢流程比较简单,操作简便,易于控制,具有较强的竞争力。(甲醇制氢类似)
4、水制氢。水制氢气最传统的氢气生产方式是电解,能耗高、成本高。这次的太阳能高性能低成本的水制氢技术是为日本大规模发展氢能源打开了一扇大门。
目前氢能源开发利用最彻底的是日本。日本掌握的相关氢能源的专利遥遥领先,其氢能源规模在全球或许不是最大的,但实用率却是最高的。 加之川崎重工以及千代田化工研发的CSS二氧化碳捕捉技术以及氢化物运输方法,都让日本的氢社会看起来十分明朗。但是氢能源越发受到重视,氢的缺点就越发突出。
在氢能源实施的过程中首当其冲的便是运输难题。氢的天然密度低,通过何种方式才能达到高密度运输方式成为日本当前主要课题。 在此课题之下,日本国内主要有高压氢气、液氢、有机物三种方式,当然此外还有利用管道运输氢气。以上方式目前看都不具备大规模推广的基础,好在日本国土狭长,适合分散式太阳能制氢能源后通过管道传输和高压液化运输相结合的方式,短距离制氢送氢和利用氢气。反观世界其他国家,不管是考虑氢能源技术储备,还是国土面积,以及运输难度和过程的严格安防控制等方面,全球大规模制氢运氢用氢还是困难重重。