高考地理热点问题解读——西氢东送
什么是氢能
氢能是一种二次能源,它是通过一定的方法利用其它能源制取的,而不像煤、石油、天然气可以直接开采。
氢是宇宙中最多的元素,来源十分丰富。但地球上的氢,多以化合态形式出现,难以直接获取。所以还需要依靠其他能源来完成氢气的生产过程。这个过程周期较长、成本较高,所以氢气的使用推广较慢,目前在能源消费结构中占比较低。
什么是西氢东送!
“西氢东送”起于内蒙古自治区乌兰察布市,终点位于北京市的燕山石化,管道全长400多公里,是我国首条跨省区、大规模、长距离的纯氢输送管道。
管道建成后,将用于替代京津冀地区现有的化石能源制氢及交通用氢,大力缓解我国绿氢供需错配的问题,对今后我国跨区域氢气输送管网建设具有战略性的示范引领作用,助力我国能源转型升级。
“西氢东送”管道规划经过内蒙古、河北、北京等3省(市)9个县区。管道一期运力10万吨/年,预留50万吨/年的远期提升潜力。同时,将在沿线多地预留端口,便于接入潜在氢源。
未来,中国石化可依托“西氢东送”管道建设支线及加氢母站,助力京津冀氢能走廊的高效构建,助力京津冀地区“双碳”目标的实现。
氢能源及其特点
氢能是一种二次能源,利用氢气加工制取。
【一次能源】自然界中以原有形式存在的,未经加工转换的能量资源,如煤炭、石油、天然气、水能等。【二次能源】指经一次能源加工转化得到的能源,如煤气、柴油、氢能等。
氢能是公认的清洁能源,作为一种理想的新的含能体能源,它具有以下特点:
1、重量最轻:标准状态下,密度为 0.0899g/L,-252.7℃时,可成为液体,若将压力增大到数百个大气压,液氢可变为金属氢。
2、导热性好:比大多数气体的导热系数高出10倍。
3、储量丰富:据估计它构成了宇宙质量的75%,它主要以化合物的形态贮存于水中,而水是地球上最广泛的物质。据推算,如把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。
4、回收利用:利用氢能源的汽车排出的废物只是水,所以可以再次分解氢,再次回收利用。
5、发热值高:除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,为142351 kJ/kg,是汽油发热值的3倍。
6、燃烧性能好:点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快。
7、环保:与其他燃料相比氢燃烧时最清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,少量的氨气经过适当处理也不会污染环境,氢取代化石燃料能最大限度地减弱温室效应。
8、利用形式多:既可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械功,又可以作为能源材料用于燃料电池,或转换成固态氢用作结构材料。
9、多种形态:以气态、液态或固态的金属氢化物出现,能适应贮运及各种应用环境的不同要求。
10、耗损少:可以取消远距离高压输电,代以远近距离管道输氢,安全性相对提高,能源无效损耗减小。
11、利用率高:氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患,利用率高。
12、运输方便:氢可以减轻燃料自重,可以增加运载工具有效载荷,这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益优于其他能源。
不浪费一丝风和一束光!
风力、光伏发电具有间歇性、波动性、随机性等特点,由于电网建设和消纳机制存在一定滞后,导致风电光电利用率有限。
氢储能可以弥补其他储能形式的短板,将大量的风电、光电转化成氢进行储能。
输氢管道有何不同?
中国石化率先形成氢气管道核心技术体系,完成标准编制填补行业空白。
管输氢气与油气管道因介质流动与燃爆特性不同,在工艺设计与安全控制等方面存在明显差异。
Q
管道输氢有何优势?
A:如何把内蒙古乃至我国西部的绿氢运送到东部市场需求旺盛的区域,一直是制约绿氢产业发展的瓶颈问题。目前,长管拖车仍是我国长距离氢气运输的主流方式,但这种方式成本较高、效率较低,也是造成终端用氢成本高的主要原因之一,极大制约了产业链发展。
输氢管道可以实现大规模、长距离输送氢气,并且兼顾经济性,将在加快氢能资源疏散和市场覆盖、能源结构优化调整中起到重要作用。
据了解,全球范围内氢气输送管道总里程已超5000公里,我国的输氢管道建设尚处于起步阶段。
Q
“西氢东送”对我国能源转型升级有哪些意义?
A:“西氢东送”管道建成后,将用于替代京津冀地区现有的化石能源制氢及交通用氢,缓解我国绿氢供需错配的问题,对今后我国跨区域氢气输送管网建设具有战略性的示范引领作用,助力我国能源转型升级。
带动相关产业发展
开发西部资源、促进就业
减少碳排放
工程建设答题思路模板
【交通运输建设中的成本问题】
试题链接
1.阅读图文材料,完成下列要求。
宁夏宁东能源化工基地位于宁夏中东部、银川市东南部,规划总面积3484km2,是国家14个亿吨级大型煤炭生产基地之一,是依托宁东煤田建设的能源、化工及相关产业集的大型能源化工基地。近年来,该基地加快实施改革,实现由“灰氢”(利用化石燃料燃烧生产氢气)向“绿氢”(利用可再生能源通过电解工序生产氢气)的转变。目前电解水制氢的成本居高不下。图1示意宁东能源化工基地位置,图2示意电解水制“绿
氢”原理。
核燃料汽车
(1)简述宁东能源化工基地发展“绿氢”的有利条件。
(2)说明宁东能源化工基地由“灰氢”向“绿氢”转变的主要原因。
(1)位于我国西北地区,靠近冬季风源地,风能丰富;干旱地区广,晴天多;地势较高,夏季光照长,太阳能丰富;风电和光伏发电基础好;靠近东部经济发达地区,运输距离近,市场潜力大。
(2)随着长期开采,宁东能源化工基地面临着煤炭等不可再生资源枯竭的问题,而风能、太阳能等清洁、可再生能源丰富;与“灰氢”相比,“绿氢”制作过程中,无二氧化碳等温室气体排放,有利于减轻大污染,利于生态环境保护;有利于实现国家碳达峰、碳中和的双碳目标。