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可再生氢能应用前景 -- 氢的制取

(1)倪 萌香港大学机械工程系， 香港， 中国摘要: 本文综述了利用可再生资源制氢的主要技术， 包括电解水制氢， 太阳能热化学循环制氢和利用生物质转化制氢等， 不仅对各项技术的基本原理做了介绍， 也对相应的环境， 经济和安全问题做了探讨. 对可再生氢能系统在香港的应用前景做了展望.关键词: 可再生能源， 氢能， 电解水， 光伏电池， 太阳能热化学循环， 生物质中图分类号: TK91 文献标识码: AProspect of Renewable Hydrogen in Hong Kong-- Hydrogen ProductionNi MengDepartment of Mechanical Engineering， The University of Hong KongPokfulam Road， Hong Kong， P.R.ChinaAbstract: This paper aims to give an overview of the key technologies of renewablehydrogen production， including water electrolysis， solar thermochemical cycles and hydrogenfrom biomass. Not only scientific fundamentals， but also environmental， economic andsafety aspects are addressed. Prospect for renewable hydrogen in Hong Kong is evaluated.Keywords: Renewable energy， hydrogen energy， water electrolysis， photovoltaics， solarthermochemical cycles， biomass引言技术和经济的发展以及人口的增长， 使得人们对能源的需求越来越大. 目前以石油， 煤为代表的化石燃料仍然是能源的主要来源. 一方面， 化石燃料的使用带来了严重的环境污染， 大量的CO2， SO2， NOx气体以及其他污染物， 导致了温室效应的产生和酸雨的形成. 另一方面， 由于化石燃料的不可再生性和有限的储量， 日益增长的能源需求带来了严重的能源危机. 据估计， 按照目前的消耗量， 石油仅仅能维持不到50年，而煤也只能维持200年. Kazim 和 Veziroglu (200

1)指出， 做为主要石油输出国的阿拉伯联合酋长国， 将在2015年无法满足石油的需求. Abdallah 等人(19

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9)则宣布， 埃及的化石燃料资源， 在未来的20年内就会耗尽! 而作为能源需求大国的中国， 目前已经有超过31%的石油需要进口， 而到2010年， 这一数字将会增长到45-55%!基于以上所述环境污染和能源短缺的双重危机， 发展清洁的， 可再生的新能源的要求越来越迫切. 太阳能， 风能， 生物质， 地热能， 潮汐能， 具有丰富， 清洁， 可再生的优点， 今年来受到了国际社会的广泛关注. 尤其以太阳能， 风能以及生物质能，更被视为未来能源的主力军. 根据简单估算， 太阳能的利用率为20%时， 利用陆地面积的0.1% 就足以提供满足当前全球的能量需求. 而中国仅仅依靠风力发电， 就足以使目前的发电量翻一番.然而， 这些可再生资源具有间歇性， 地域特性， 并且不易储存和运输的特点. 氢， 以其清洁无污染， 高效， 可储存和运输等优点， 被视为最理想的能源载体. 目前各国都投入了大量的研究经费用于发展氢