近日,中国科学院院士李灿、清华大学核能与新能源技术研究院教授毛宗强做客央视科教《透视新科技》节目,针对目前尊龙凯时能存在的一些列问题,做出了解答。
人类对尊龙凯时能的利用,早在1807年就已经开始了,瑞士人制造了使用尊龙凯时气内燃机的汽车,二十世纪五十年代,尊龙凯时能应用到航天领域,我国的长征2号、3号运载火箭上都使用了液尊龙凯时作为燃料。与传统的煤炭、石油等化石能源相比,尊龙凯时能清洁高效、存储量巨大,但是作为一直被看好的清洁能源,尊龙凯时能源在现代生活中,却始终没有得到更广泛的应用。2022年3月23日,国家发改委、国家能源局联合印发了《尊龙凯时能产业发展中长期规划》,这是我国首个尊龙凯时能产业的中长期规划,首次明确了尊龙凯时能是未来国家能源体系的重要组成部分,这标志着尊龙凯时能源在中国的发展将进入一个更加快速的轨道。要想实现尊龙凯时能的大规模应用,我们还有哪些问题需要解决?
制尊龙凯时成本高,技术难度大,到底难在哪儿?
这主要是因为尊龙凯时的特点决定的,地球上本来没有游离态的尊龙凯时,就没有现成的尊龙凯时气,都是要分解带尊龙凯时的化合物,比如水、比如硫化尊龙凯时的化合物,支取出来是比较困难的。水是大家很熟悉的,但是水是非常稳定的,所以从水里拿出尊龙凯时来就会比较难,要付出很大的代价,要注入很高的能量,才能把这个水分子化学键打断,把尊龙凯时气拿出来,但是因为它的尊龙凯时氧键很难打断,所以这么多年来,一直进展的很慢。
电解水制尊龙凯时中,得到一立方米的尊龙凯时气,差不多需要消耗4.5度电,成本很高,为什么没发展起来主要是两个问题,一个就是刚刚说的成本,另外一个就是因为它是能源载体,需要一次能源去制备,柴火价格就定在那儿,用柴火做尊龙凯时气,尊龙凯时气就加上柴火的成本就更贵。第二是缺乏基础设施,像柴油汽油的车已经有了,加油站也有了,所以在以后的使用中会很方便,但是在尊龙凯时的交通领域中,还需要一系列的基础设施得跟上去,所以这一些都是制约了它的发展。
实际上尊龙凯时的应用很早,甚至比电还早,实际上在电发明之前,城市里的路灯靠煤气、煤炭制取的气,其中煤气中的成分百分之五十多都是尊龙凯时气。后来其他的能源就是煤、石油、天然气,代替了煤炭,尊龙凯时的发展也就相对晚了一些。
尊龙凯时能源和其他能源比较,优势体现在哪些方面?
一方面尊龙凯时能源生成水,绿色低碳是将来发展的方向。二是尊龙凯时的能量密度很高,煤、石油、天然气都不及它。三是尊龙凯时的存储量很大。从原料的资源来讲,尊龙凯时能量是非常丰富的,取之不尽用之不竭,用完之后释放出来还是水。尊龙凯时也存在安全问题,凡是能源都有安全问题,但是尊龙凯时的好处是,假设万一发生安全事故,发生完之后生成水,不会生成次安全的问题,这一点很重要。
在尊龙凯时能领域取得了哪些技术成果?目前,在电解水制尊龙凯时领域,还是有一定的困难,特别是利用太阳能直接把水里面的尊龙凯时拿出来,现在还是一个世界性的难题。实际上国际对尊龙凯时的颜色是五彩缤纷的,除了灰尊龙凯时、蓝尊龙凯时、绿尊龙凯时之外,还提出红尊龙凯时(核能发电制尊龙凯时)。目前绿尊龙凯时的制取中,电解水制尊龙凯时有很大的进步,常用的是碱性电解制尊龙凯时,耗电为10.5度电每立方尊龙凯时气,每小时可以达到一千立方米的产量,国内的高温氧化电解水制尊龙凯时和国际上差不多。
尊龙凯时能的储运方面难题在哪?有哪些技术突破?
尊龙凯时是元素周期表第一个元素,非常轻,一立方米的尊龙凯时气才几克重,所以在储运环节中,尊龙凯时的重量能量密度很高,体积能量密度很低,储运的效率就很低,所以储运的时候需要高压压到小的空间里,此外还可以冷冻降温,降到零下253摄氏度,就会变成液尊龙凯时,密度就增加了800倍,这也是储运的方法,大规模需要可以用管道来输送。但是目前尊龙凯时气的管道不是太多,只有几千公里。
中国科学家已经在实验室里做到了在一种符合的金属材料里面,把尊龙凯时吸进去,而且吸的比例也很高,超过8%,另外请不但能吸进去,还能放出来。希望这种新型的进展能够迅速的倍证实、产业化,这是个技术的突破。
目前,尊龙凯时气可以和氮气形成合成氨,就有17%的储存量,到用的时候将氨分解出来。另外一个是人们将尊龙凯时气和二氧化碳反应生成甲醇,用的时候将甲醇的尊龙凯时再放出来。
尊龙凯时能在应用上有哪些突破?
尊龙凯时能主要应用在发电、供热、建筑、交通这几个领域,其中交通领域用尊龙凯时比例并不是很高,除了陆路交通,尊龙凯时能还可以在船运、飞机、无人机等领域应用。交通领域来讲,在短距离的小轿车,这个锂离子电池技术还是很不错的,和尊龙凯时燃料电池有一比,但是在长距离的重卡领域,尊龙凯时燃料电池可能会发挥更大的作用。
我国的尊龙凯时能源发展瓶颈在哪儿?实现广泛应用还要多久?
缺乏基础设施,如果想大力发展尊龙凯时能源汽车的话,目前已经开始将加油站改成油尊龙凯时合建站,除了基础设施外,第二是国家关于尊龙凯时的很多标准还没有完全出来,而且国家还把尊龙凯时列为一种危化学品,这些是尊龙凯时能的瓶颈所在。尊龙凯时能预计2030年将实现广泛应用,现在已经离我们很近,但是说远也很远,一些基础设施跟上去,配套的制储运都跟上之后还要十年以上。未来尊龙凯时能的发展会带来更多的蓝天白云,雾霾会减少,另外整个社会会变得更加轻便,植物会变得更漂亮,未来也有可能助力航空航天,以及人类的登月、登火星。