環球動力公司 英文版 環球動力股份有限公司
link
氫的期許與研發 氫能源 氫的生產與價格

 

氫的傳輸  能源效率 安全問題 未來展望
 
氫的傳輸
 

氫(分子)是最輕的化合物,它的沸點很低(20.27 K),單位重量的體積很龐大,再加上安全問題,運輸的成本非常昂貴

由於現今氫氣最大宗的用途是化學工業,因此大多就地生產,直接以管線傳輸供應工廠。管線的材料一般使用碳鋼,但它會和氫發生氫脆(hydrogen embrittlement),有安全的問題,必須嚴加注意。

 
能源效率
 

前述的燃料反應熱或能量密度只是一個理論值,既然石油的最大宗消耗是驅動機動車輛,而氫能未來的使用也以此為研發目標。燃料驅動車輛的方式有兩種,汽車以燃燒方世代動內燃機,電動車則由燃料電池放電,以電力帶動馬達。

內燃機不管是燃燒汽油、天然氣或氫氣,效率約只有 12%。燃料電池放電帶動馬達,轉換為車輛的動力,其效率則約達 22%。

這些數據顯示燃料電池對傳統的內燃機是有競爭能力的,尤其是以蒸汽裂解產生氫氣更具有優勢。在氫氣儲存問 題尚未合理解決之前,發展氫氣內燃機似乎是必經之路,市區公車及卡車是適用的對象,因為它們有足夠的空間 置放氫儲存箱,而且行駛路線固定,可設立統籌的加氫站。芝加哥公車已經使用氫能,而世界各大車廠也積極參 與氫能車的研發

 
安全問題  
 

氫在常溫下是一種無色、無臭、無毒的氣體,甚至燃燒的火焰都是無色的,很不容易察覺它的存在。它的問題出在很容易燃燒和爆炸,氫在低至 20K 的溫度就達到引燃點(flash point),其混合氣體的引爆範圍非常廣,在空氣中含有 3 ~ 75% 體積的氫氣都可引發氣爆,而天然氣的範圍是 5 ~ 15%。就拿氫氣與液化石油氣比較,由於氫氣的密度低,一旦氫氣外洩,氫氣會往上迅速擴散,而被大量的空氣稀釋,不會累積濃度;若是液化石油氣外洩,因其比重較空氣重,將會很快的在地面累積濃度,造成中毒或爆炸的危害。

此外,氫氣爆炸與液化石油氣爆炸所產生的殺傷力也有很大的差別,由於氫氣與氧氣燃燒產生水蒸氣,因此氫氣爆炸的火燄是往內收縮並往上,殺傷力不大;若液化石油氣爆炸,由於液化石油氣的比重較空氣重,一旦洩漏就迅速降壓,由液態轉為氣態,並容易在低窪溝槽處聚積,所以其火燄不但是往外擴張而且是向下延燒,其殺傷力非常大,除了爆炸以外,其延燒的範圍也很廣;相反的,氫氣爆炸產生比熱很高的水,可以很快帶走熱量,避免延燒。因此作為燃料,氫氣的安全性比液化石油氣(瓦斯)高很多。

 

歷史上發生兩件眾所周知的氫爆炸意外事件。一是 1937 年的興登堡飛船降落時發生的爆炸,事後的調查發現是火花先引燃氣囊材料的結果。死亡 37 名中有 35 名是跳船而死的,只有兩名是被燒死的,而其原因是外套附著有飛船上的柴油。

另一事件是 1988 年太空梭升空時發生的意外,由於連接液態氫燃料箱的墊圈出現裂縫使氫氣外漏,在這種情況下,任何一種燃料可能發生的後果應是沒有差別的。

 
未來展望
 

人類大量地超用地球寶貴的石油資源,儘管數十年來常有驚人的發現,開採技術也不斷地提升,外海油井已開挖深至 18,000 英尺,附在泥沙上的焦油也具精煉價值,一時使人有油源不成問題的錯覺,因此從 90 年代起大功率的休旅車開始盛行。

但石油終有用盡的一天,問題在開採量何時到達頂峰。美國能源部已於 2001 年的能源會議中有了共識:必須減少對石油的依賴,而氫是最可行的替代能源,因而有必要建立一個供需架構使其達到氫能經濟的規模。

環 球 動 力 股份有限公司

傳真:04-859-1640  E-mail:service@twshe.com
SKYPE: My status
. Copyright TW.SHE ,All Rights Resverved