氢能汽车用燃料 液氢

氢气共价化合物虽然氢气在通常状态下不是非常活泼，但氢元素与绝大多数元素能组成化合物。碳氢化合物已知有数以百万种，但它们无法由氢气和碳直接化合得到。氢气与电负性较强的元素（如卤素）反应，在这些化合物中氢的氧化态为+1。氢与氟、氧、氮成键时，可生成一种较强的非共价的键，称为氢键。氢键对许多生物分子具有重要意义。氢也与电负性较低的元素（如活泼金属）生成化合物，这时氢的氧化态通常为-1，这样的化合物称为氢化物。氢与碳形成的化合物，由于其与生物的关系，通常被称为有机物，研究有机物的学科称为有机化学，而研究有机物在生物中所起的作用的科学称为生物化学。按某些定义，“有机”只要求含有碳。但大多数含碳的化合物通常都含有氢。这些化合物的独特性质主要是由碳氢键决定的。故有时有机物的定义要求物质含有碳氢键。无机化学中，H-可以作为桥接配体，连接配合物中的两个金属原子。这样的特性通常在13族元素中体现，尤以硼烷、铝配合物和碳硼烷中。氢气离子型氢化物含有氢元素的离子化合物称离子型氢化物。“氢化物”一词暗含氢显负价。随着氢能产业的快速发展，日益增加的氢气需求量将推动我国氢气管网建设。氢能汽车用燃料 液氢

由于物流的原因，任何特定行业在现场生产和使用氢气十分常见。但也有通过数千英里运输氢气的情况，运费十分昂贵。管道输送氢气是常见的方法，但也有一些是通过卡车、铁路和驳船运输的。随着氢气逐渐成为一种国际性商品，航母也被作为一种重要的媒介被引入。氢气管道是储存和运输大量氢气的价廉和有效的解决方案。但美国目前安装的氢气管道只有1600英里。尽管这1600英里的管道网络目前已经是很大，但美国还需进一步扩大这一网络，以有效提升氢气经济规模。众多参与方提出，与其费力建造新的管道，还不如将氢气注入天然气管网作为一种替代方案。美国目前拥有30万英里的输气管道（包括离岸输气）。但使用天然气网络也面临着一些挑战。在某些情况下，需要对管道进行改造，使之能输送高混合氢。另外也需要考虑评估和升级管道的渗透性，因为氢气更容易泄漏，并且需要压缩。氢能汽车用燃料 液氢氢气燃烧时放出的热量比同质量的汽油三倍，而且污染少。

氢气的工业用途：氢是主要的工业原料，也是重要的工业气体和特种气体，在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航天等方面有着范围很广的应用。同时，氢也是一种理想的二次能源（二次能源是指必须由一种初级能源如太阳能、煤炭等来制取的能源）。在一般情况下，氢极易与氧结合。这种特性使其成为天然的还原剂使用于防止出现氧化的生产中。在玻璃制造的高温加工过程及电子微芯片的制造中，在氮气保护气中加入氢以去除残余的氧。在石化工业中，需加氢通过去硫和氢化裂解来提炼原油。氢的另一个重要的用途是对人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家庭清洁剂及其它产品中的脂肪氢化。由于氢的高燃料性，航天工业使用液氢作为燃料。

必须使氢的能量密度更高才能用于运输。有三种方法可以做到这一点。氢可以被压缩，液化或化学结合。在相同能量下，压缩到800个大气压的氢气所占体积比汽油大3倍。如果车辆要携带足够的氢气以实用，则必须达到此密度。每平方英寸800巴的压力达到6吨或12,000磅。将这种压力容纳在轻型罐中非常困难。灾难性坦克故障释放的能量与相等重量的一样多。由度钢制成的储罐重量是其所含氢的100倍。使用钢制储罐的卡车或汽车不切实际，因为储罐的重量几乎是车辆的重量。由碳纤维制成的高压氢气罐可能是一种解决方案。碳纤维是用于飞机和体育用品的材料。典型的18轮半卡车载有两个90加仑的油箱，可行驶750英里。典型的4缸轿车具有18加仑的油箱，可行驶575英里。国内氢能产业取得了一些突破，但仍有大量关键技术、零部件依赖国外。

2月10日，国家发改委、国家能源局发布《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》，关于氢能，其中提出：推行大容量电气化公共交通和电动、氢能、先进生物液体燃料、天然气等清洁能源交通工具，完善充换电、加氢、加气（LNG）站点布局及服务设施，降低交通运输领域清洁能源用能成本。我们认为在政策持续的催化下，产业前景巨大。氢能产业发展进入快车道氢能产业链较长，上游涉及氢气制取、储运及加注等多个流程，中游为氢燃料电池及其系统配件的制造，氢能的下游利用途径多种多样，主要包括交通运输领域以及储能、工业等领域。根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书（2020）》预测，2030年中国氢气需求量3715万吨，在终端能源消费中占比约为5%，氢能在交通领域/发电等领域的应用有望快速发展根据氢气来源不同，加氢站可分为外供氢加氢站和站内制氢供氢加氢站。氢能汽车用燃料 液氢

目前我国氢气的输运几乎都依赖长管拖车， 满足不了大规模氢气使用和氢能源产业的发展。氢能汽车用燃料 液氢

氢气用作汽车能源的主要问题成本高。地球上氢气储量固然丰富，但以目前的技术，制取氢的成本太高。用电解水的方法制取氢，是目前工业上主要的生产氢气的方法，如果用这种方法制取氢气，再把氢气用作汽车燃料，从能源效率上来讲是不合算的。储带不便。氢气在汽车上的储带十分不便。气态储带，能量密度低的缺点很突出，如果要求氢气汽车与汽油汽车保持同样的行驶里程，则储气罐的体积约为汽油油箱的20倍；这对解决必要的行驶里程相当困难；液态储带要求-253℃的低温，需要采用隔热的油箱，且有蒸发损失，成本很高；金属氢化物储带（即气态氢在200～250个大气压下与某种金属化合，形成几毫米大小的固体金属氢化物，把这种金属氢化物带在汽车上，使用时将其加热分解，释放出氢气供内燃机燃烧，剩余金属可再次与氢气化合，循环使用）方式进展较大，似有更好的前景。动力性较差。氢气虽然热效率高，但其密度很小，在气缸中将挤占相当一部分容积，影响空气量，反过来也影响了氢气量。此外，氢的单位质量热值虽然高，但单位容积热值低。这都会影响氢气发动机的动力性。氢能汽车用燃料 液氢

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