#时事热点头条说#
近年来，随着环境逐渐恶化和环保理念的深入，全世界都在寻找一种可以代替石油这些不可再生资源的清洁能源。
在这个探索过程中，科学家们提出了一种新的理念，就是先用光伏发电，再电解水制氢，然后用氢气发电。
像中石化新疆库车的绿氢示范项目，就是我们第一次利用光伏发电直接制氢的项目。而2023年6月，鄂尔多斯市的制氢一体化项目也开始进行。
这些项目投资都高达几十亿元，但这种复杂的流程引发了很多人的不解：“这不是脱裤子放屁吗？这里面的能量都转化了多少次了？为什么不直接用太阳能发的电？
万吨级光伏制氢项目
多此一举？确实我国有很多大型发电站，像光电、水电还有核电站，但无论哪一种发电站都是先把生成的电输送到电网，然后再传递给各地用户。
可惜这些发电方式都有缺点，就是它们都无法保证稳定的电力输出。例如，风电的输出会随着风力变化而变化，而光伏发电则受日照强度影响。
虽然光伏和水能发电不需要燃料，不会产生噪音和污染，也不会对环境造成影响。但是发电的效率较低，还需要较高的成本来安装和维护。我国各地用电的需求不同，电网有时是高峰，有时是低谷，这就导致了在高峰时电不够用，在用电低谷时又造成了电的浪费。
虽然光伏发电很好，但存在储存电等问题
所以为了调节峰荷，电网中常需要启动快和比较灵活的发电站，这也意味着我们需要一种能够稳定供电的能源来源，而且还得有效地储存电力，保证任何时间都够用，而氢能发电就能很好的胜任这份工作。
那么氢能是如何发电的？利用氢气和氧气燃烧，它不需要像火力发电那样复杂的蒸汽锅炉系统，所以结构简单，维修起来很方便，开启也很迅速。
氢能发电是氧气与氢气燃烧
所以我们在用电低谷时，我们可以将多余的电量来进行电解水，生产氢和氧，制取氢气并储存下来，等到白天用电高峰的时候，我们可以将氢气燃烧，产生电能，这种调节对于电网运行是十分有利的。
但氢能的储存和运输是目前最应该解决的问题，因为氢是气体，它的储存和输送要比煤和石油更困难，目前主要的储存方式就是加压和冷却成液态。
电解水生成氢氧气概述图
从运输上来看，管道运输绝对是最合适的方式，但还是有一些技术和经济问题需要解决，科学家们目前也正在研究如何利用现有的天然气管道来运输氢气，实际上，必须得使用的规模大才有收益，但这在以后将不再是问题。
因为我们制取的氢气会越来越多，用处还很广，例如给氢能源汽车作燃料，并且氢能作为非常环保的能源，以后可能会现在的天然气和石油一样普遍。
“终极能源”氢能人类在200年前对氢能的应用就开始了，从上世纪70年代以来，很多国家开始大力加强对氢能的研究。因为氢能是一种清洁高效的可再生能源，被誉为21世纪的“终极能源”。那么，它又有哪些好处呢？为什么我们要大力发展氢能呢？
19世纪末，人们开始尝试利用电解水的方法来制取氢气。这种方法虽然成本较高，但是产生的氢气非常纯净，不会产生任何污染物。因此，在20世纪初，一些国家开始尝试使用氢气作为飞机的燃料。
氢能清洁无污染
当时，科学家们发现氢气和氧气燃烧时可以产生高温水蒸气，从而驱动汽轮发电机发电。但后来，随着内燃机技术的不断进步，氢能发电逐渐被内燃机所取代。
但随着环保意识的不断提高，人们开始意识到内燃机排放的尾气对环境的危害。而且人们对化石燃料需求的日益增加，其储量也在不断减少，总有人类用完的一天。
石油等资源总有枯竭的一天
还有人类对可持续发展，循环经济，绿色能源，保护环境等的不断追求，我们需要寻找一种不依赖化石燃料的、储量丰富的新的可再生资源。
汽车尾气污染
在这个背景下，科学家们提出了用氢气储存电力的概念。要知道地球上氢的含量非常大，水中就含有氢元素，而地球上最多的就是水，这也是氢能被称为人类的终极能源的原因。
而且氢燃烧的热值非常高，是汽油的3倍，这意味着氢燃烧时能够释放出大量的能量，可以用于发电、供暖、交通等领域。此外，氢燃烧的产物是水，没有任何污染物排放，是世界上最干净的能源之一，所以氢能绝对是一种未来理想的一种能源利用形式。
光伏制氢概述图
或许很多人疑惑，利用可再生资源像太阳和水等发展电能为什么不能作为新的能源形势，必须得是氢能？主要是由于电能很难大量的直接贮存。
燃料电池概述图
氢还能用于制造氢燃料电池，这种电池的工作原理是将燃料的化学能直接转换为电能，无需燃烧过程，因此能源转换效率更高，可以达到60%-80%。产生的污染也更少，噪声也更小。而且，由于其装置可以大可以小，非常灵活，因此可以适应各种不同的应用场景。
最早，这种发电装置很小，造价很高，主要用于航天电源。但现在已经降价很多，为我们的日常生活提供了新的可能性。在未来，我们可能会看到氢燃料电池在汽车、飞机、轮船甚至整个城市中广泛应用，从而为我们的生活带来更多的便利和绿色。
氢燃料电池的应用
近年来，固态氢能发电技术取得了突破性的进展。固态氢能发电技术利用固态金属储氢技术，将氢气压缩存储在金属中，然后通过高温加热释放出氢气。这种技术具有储氢密度高、安全性好等优点，氢能汽车一定能成为朝阳产业。
氢能：未来能源的绿色革命从上世纪60年代开始，美、日等国一直在地研究各种燃料电池。现在，这种技术已经开始商业性转变，日本已经建立了万千瓦级燃料电池发电站，而美国也有多家公司投入了燃料电池的开发。
目前，一些国家已经开始推广氢能的应用。例如，日本已经将氢能燃料电池作为主要的交通工具之一。此外，一些国家还在研究利用氢能来发电、供暖等领域的可能性。
氢气燃烧的热值非常高，每公斤氢燃烧所产生的能量为33.6千瓦小时，几乎等于汽油燃烧的2.8倍。而且，氢气燃烧的火焰传播速度快，点火能量低（容易点着），所以氢能汽车总的燃料利用效率可高20%。
那么，如何供氢呢？氢能汽车的供氢问题，是将以金属氢化物为贮氢材料。目前有两种氢能汽车，一种是纯用氢气为燃料的汽车，另一种为氢气与汽油混合使用的掺氢汽车。
掺氢汽车的发动机只要稍加改变一下甚至不改变，都可以提高燃料利用率和减轻尾气污染。使用掺氢5%的汽车，可以节约汽油大约30%。
目前，奔驰已陆续推出几种用的氢作燃料的汽车，其中有面包车、公共汽车等。像其中的一款面包车，以200公斤钛铁合金氢化物为燃料，代替65升汽油箱，可连续行车130多公里，而且这种车也可在高速公路上行驶。虽然目前效率未达到预期，但依旧在发展当中。
在我国许当城市交通拥挤，汽车发动机多处于部分负荷下运行、采用掺氢汽车尤为有利。特别是有些工业余氢（如合成氨生产）未能回收利用，若作为掺氢燃料，其经济效益和环境效益都是可取的。
相信随着制氢技术的发展，氢能的利用迟早将进入家庭，就像是输送天然气一样，只不过这一次通过氢气管道送往千家万户。然后分别接通厨房灶具、浴室、氢气冰箱、空调机等等，并且在车库内与汽车充氢设备连接。
人们的生活靠氢能管道，可以代替煤气、暖气甚至电力管线，连汽车的加油站也省掉了。这样清洁方便的氢能系统，将给人们创造舒适的生活环境。
结语：氢能作为一种清洁、高效、储量丰富的二次能源，在未来的能源领域中将发挥越来越重要的作用。虽然目前还存在一些挑战和限制，但随着科技的进步和人们对环境的重视，人们相信这些问题将会得到解决。
总之，随着环保意识的不断提高和技术的不断进步，氢能发电和利用已经成为未来能源发展的重要方向之一。相信在不久的将来，我们将会看到更多的氢能应用场景出现在我们的生活中。
参考资料：
1. 氢燃料电池汽车不是转向是未来——腾讯汽车-2015-03-30
2. 我国首个，顺利投产——新华社-2023-06-30
3．投资38亿元！鄂尔多斯又一项目开建！——澎湃新闻-2023-06-22
4. 首个万吨级光伏制氢项目开建——中国能源报-2021-12-07
标签： 电解水制氢
