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摘要:人類的發展離不開能源，電力是現代社會應用最多最不可或缺的能源。氫能發電是近年來非常熱門也是各國科學家正在致力研究的一項技術，氫能具有環保清潔、可再生、可以存儲運輸等特點，對我國乃至世界的可持續發展都具有非常重要的意義。本文主要探究氫能發電的應用前景，分別從技術可行性、應用現狀和成本分析等幾個方面來進行闡述。

關鍵詞:氫能;發電;應用前景

一、氫能發電的技術

可行性要將氫能轉化為電能，目前有兩種方法，一種是利用氫能發電機，另一種是PEMFC燃料電池，兩種方式在技術和特點優勢上各有不同，但都能夠完成氫能到電能的轉化。

(一)利用氫能發電機進行氫能發電氫能發電機和普通的發電設備相比，首先是環保，幾乎沒有有害物體的排放，而且在運行過程中無噪音，可移動。盡管氫能發電機在原理上和傳統內燃機大致相同，都要經過吸氣、壓縮、爆炸、排氣這些過程，從而帶動電機輸出電流，但是氫能發電的過程需要制氫裝置和氫能發電機協同作用，當用電量比較小的時候，制氫裝置就通過電解水來制氫氣，儲存氫能，當用電高峰期來臨的時候再用氫能發電機發電，然后送入電力傳輸網，這樣同時達到了節能環保的效果。

(二)利用PEMFC燃料電池進行氫能發電PEMFC技術是目前世界上最成熟的一種能將氫氣與空氣中的氧氣化合成潔凈水并釋放出電能的技術，PEMFC燃料電池在外型上和普通電池基本相似，其工作原理的實質就是電解水的逆反應，即氫氣和氧氣發生化學反應生成水并釋放電能。其工作原理如下圖所示，在催化劑的催化作用下，陽極的氫氣分解成質子和電子，然后通過質子交換膜達到陰極，和氧氣結合生成水，并產生電能;在陰極，氧氣經過壓縮裝置進入，在催化劑的作用下和電子、氫離子結合成水。PEMFC燃料電池將化學能轉化為電能，轉化率理論上可以達到80%，能源的利用效率可以說非常高，而且具有啟動速度快、使用壽命長等特點，目前在汽車燃料的試驗上也取得了成功。

二、氫能發電的應用現狀分析

氫能是一種既環保，又具有高能利用率的綠色能源，能有效緩解全球能源短缺的狀況，被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，許多國家和地區都廣泛開展了氫能發電研究。

(一)氫能發電已經在全球多個國家得到應用氫能發電機已被應用到生活的各個領域，酒店、商場、家庭等場所都可以使用。2010年世界首座氫能發電站在意大利建成投產，年發電量達6000萬千瓦小時，一年可減少相當于6萬噸的二氧化碳排放量?，F在，日本建有萬千瓦級燃料電池發電站，美國有30多家廠商在開發燃料電池，德、英、法、荷、丹、意和奧地利等國也有20多家公司投入了燃料電池的研究。2018年1月，日本建成的世界首個氫能市政供電設施開始試運行，產生的電力和熱能主要供應周邊的市民醫院、體育中心等。

(二)我國政府也將氫能源的利用列為重點關注的科研項目國家在氫能源轉化為其他能源的科學研究方面投入了不少的資金和人力，并在相關高等院校、科研機構和電力企業建立了一支氫能研究與應用隊伍。我國PEMFC燃料電池示范電站有多重形式，可以是固定的，也可以是移動的，還有備用峰值電站、備用電源、熱電聯供系統等各種發電設備。其中華南理工大學的質子交換膜燃料電池示范電站，能源利用功率達到90%，完全可以滿足華工國際學術中心的正常用電量。中國首臺靜默移動發電站MFC30———“喬歌里1號”的問世，更是在能源、汽車、國防工業領域具有里程碑式的意義。預計在不久的將來，氫能發電便會惠及我國生產生活的方方面面。

三、氫能轉化為電能的成本分析

相對于我國目前普遍使用的風力發電、太陽能發電和火力發電來說，氫能發電的成本相對較高，與目前發電成本最高的太陽能光伏發電相比還高了1-1．5元/度，這對于普通家庭來說是比較難接受的，而且氫能發電站的建設成本比普通發電站要貴很多，配套設施也不完善，導致氫能發電的普及度還不是很高。好在固定式燃料電池的價格已經有了明顯下降的趨勢，而且隨著氫能技術的不斷提升，再加上政府的支持與宣傳，氫能轉化為電能的成本會慢慢降低。其他國家如日本政府制定的“氫能基本戰略”也計劃在2030年左右將氫能發電投入商用，并使發電成本降低到與液化天然氣火力發電相同的水平。到時候，氫能發電市場將會逐漸擴大，也一定會被更多的家庭接受。

四、結語

氫能無可置疑是一種既環保利用率又高的能源，而電能是我們現代社會最不可缺少的東西。科學家用科學技術可以將氫能轉化為電能，不管是小型的電站還是大型的發電廠，都能給我們的生活帶來便利，又不會有二氧化碳排放量過大而影響環境的問題。對于目前氫能發電成本較大，普及率不高的問題，會隨著科學技術的發展有重大的突破，氫能發電成本必然會大大降低，能源轉化效率必然會不斷提高。同時國家也大力支持和發展氫能技術，投入了大量的人力、財力、物力，為氫能技術的發展保駕護航?？梢姎淠馨l電的應用前景是非常好的，在進行氫能推廣的時候，要結合國情，合理選擇試點，加快氫能的研究利用。

參考文獻:

［1］張春文，曾旻輝，楊波，李巍，李悅，翟鵬．氫能技術在電力行業的應用前景研究［J］．科技視界，2015(36):91-92．

［2］張聰．世界氫能技術研究和應用新進展［J］．石油石化節能，2014，4(08):56-59.

作者：陸師禹 單位：江蘇省泰州中學