氫經(jīng)濟：基礎(chǔ)、技術(shù)和經(jīng)濟

第1章氫市場（1）
1.1氫在過程工業(yè)中的應(yīng)用（1）
1.2安全性（1）
1.3煉油廠（1）
1.3.1石腦油異構(gòu)化（3）
1.3.2石腦油和餾分油加氫處理（4）
1.3.3加氫裂化（5）
1.3.4石腦油重整（6）
1.3.5煉油廠氫市場（7）
1.4石油化學(xué)產(chǎn)品（8）
1.4.1石腦油加氫處理（9）
1.4.2氫在下游作業(yè)中的應(yīng)用（9）
1.4.3石腦油重整生產(chǎn)芳烴（9）
1.5氫在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用（11）
1.5.1甲醇(CH3OH)（11）
1.5.2氨（12）
1.6氫在鋼鐵冶金中的應(yīng)用（13）
1.7展望（16）
參考文獻（16）
第2章制氫方法（17）
2.1煤制氫（17）
2.1.1氣化（17）
2.1.2氣化爐類型（18）
2.2天然氣制氫（23）
2.2.1蒸汽重整（23）
2.2.2最大化產(chǎn)氫量（25）
2.2.3部分氧化（25）
2.2.4自動熱重整（26）
2.3純氫的生產(chǎn)（27）
2.3.1WGS工藝（27）
2.3.2氫氣提純（29）
2.4烴過程工業(yè)制氫（32）
2.4.1蒸汽裂解制氫（32）
2.4.2丙烷和丁烷脫氫過程制氫（33）
2.4.3炭黑（34）
2.5氯堿工業(yè)制氫（34）
2.6天然氣中的氫（35）
2.7總結(jié)（36）
參考文獻（36）
第3章化石燃料制氫成本（38）
3.1天然氣制氫（38）
3.2集中式天然氣制氫成本（40）
3.2.1副產(chǎn)品信貸（41）
3.2.2天然氣價格（42）
3.2.3資本成本（43）
3.3制氫規(guī)模的影響（44）
3.4煤制氫（44）
3.4.1煤制氫成本（45）
3.4.2氫氣對煤炭價格的敏感性（47）
3.5溫室氣體排放（48）
3.5.1制氫過程中的溫室氣體排放（49）
3.5.2從稀釋的、不純的氣流中捕集二氧化碳（49）
3.5.3從相對純凈的濃縮氣流中捕集二氧化碳（52）
3.5.4膜系統(tǒng)（52）
3.5.5吸附系統(tǒng)（52）
3.5.6吸收系統(tǒng)（53）
3.5.7二氧化碳地質(zhì)封存——碳捕集與儲存（55）
3.5.8綠地地質(zhì)封存（56）
3.5.9發(fā)展現(xiàn)狀（56）
3.5.10案例研究（59）
3.6討論（61）
參考文獻（62）
第4章可再生能源制氫（64）
4.1電解制氫（64）
4.1.1電解法（64）
4.1.2電池運行概述（65）
4.1.3氫氣膜壓縮（67）
4.2高溫電解（68）
4.3不同電池性能比較（70）
4.4其他方法（71）
4.5太陽輻射變化對電解過程的影響（72）
4.6電解制氫的經(jīng)濟性（72）
4.7光解水制氫（78）
4.8生物質(zhì)制氫（79）
4.9總結(jié)（86）
參考文獻（89）
第5章氫氣的儲存和運輸（91）
5.1氣瓶儲氫（91）
5.2液氫輸送（92）
5.2.1氫氣液化（92）
5.2.2液氫的儲存（93）
5.3鹽穴儲氫（95）
5.4金屬氫化物儲氫（96）
5.5氫壓縮（98）
5.6管道輸氫（100）
5.6.1現(xiàn)有天然氣管道的使用（101）
5.6.2管道成本（103）
5.7氫氣儲運成本（105）
5.7.1儲氫成本（105）
5.7.2總結(jié)（107）
5.7.3氫運輸成本（107）
5.7.4總結(jié)（112）
參考文獻（113）
第6章氫氣的大規(guī)模運輸（114）
6.1船舶運輸成本（114）
6.1.1船隊（114）
6.1.2運輸液氫成本（119）
6.1.3液氫再汽化（124）
6.1.4總結(jié)（127）
6.1.5以壓縮氣體形式輸送氫氣（127）
6.2以氫中間體的形式運輸（130）
6.2.1以環(huán)烷的方式運輸氫(Spera過程)（130）
6.2.2過程經(jīng)濟學(xué)（133）
6.2.3運輸甲苯和MCH（136）
6.2.4總結(jié)（138）
6.2.5氫作為氨的傳輸（138）
6.2.6合成氨經(jīng)濟性（139）
6.2.7氨運輸費用（144）
6.2.8氨裂解制氮氣和氫氣（145）
6.2.9總結(jié)（147）
參考文獻（148）
第7章氫與化石燃料的競爭地位（150）
7.1燃料電池（150）
7.1.1低溫至中溫燃料電池(環(huán)境溫度200℃)（151）
7.1.2高溫燃料電池(650～1000℃)（152）
7.2燃料電池應(yīng)用（153）
7.2.1目前化石燃料在燃料電池中的使用（153）
7.2.2固定式應(yīng)用的競爭（155）
7.2.3車輛應(yīng)用的競爭（157）
7.3車用氫和化石燃料的競爭地位（158）
7.3.1稅收和地方保費（158）
7.3.2相對發(fā)動機效率（159）
7.3.3傳統(tǒng)化石燃料的價格（160）
參考文獻（162）
第8章氫經(jīng)濟的案例研究（163）
8.1案例研究1：氫氣在家庭環(huán)境中的生產(chǎn)和使用（163）
8.2案例研究2：大規(guī)模太陽能制氫（165）
8.2.1選項1：通過專用管道輸送氫氣（167）
8.2.2選項2：通過現(xiàn)有管道輸送氫氣（168）
8.2.3選項3：通過電纜將遠程太陽能發(fā)電的電力輸送到中央制氫
設(shè)施（169）
8.2.4與傳統(tǒng)燃料的比較（170）
8.3案例研究3：遠程生產(chǎn)的氫氣運往東北亞（170）
8.3.1選項1：將氫氣作為液體運輸并再汽化（171）
8.3.2選項2：以液化天然氣的形式運輸（172）
8.3.3選項3：以氨的形式運輸?shù)饺毡荆?73）
8.3.4總結(jié)（173）
8.4案例研究4：從維多利亞褐煤到東北亞的氫氣（173）
參考文獻（178）
附錄（179）
A1氫的性質(zhì)［1］（179）
A2氫氣與其他燃料的比較（179）
A3換算系數(shù)（181）
A4成本指數(shù)（181）
A5區(qū)位因子［2］（184）
A6交付設(shè)備與最終資本成本的關(guān)系［3］（185）
A7經(jīng)濟分析方法論（186）
A8指數(shù)化燃料和建設(shè)成本（192）
A9成本估算的準確性（193）
A10縮寫（195）
參考文獻（197）