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绿色氢可能是未来的燃料:为什么它现在不是最可靠的能源

admin

对于不能依赖风能、太阳能等其他清洁能源的重工业来说,绿氢被视为潜在的解决方案。随着气候危机的升级,世界正依靠无碳能量来实现零温室气体排放的未来,或者净零未来,那里我们从大气中清除的温室气体和我们排放的温室气体一样多。

清洁能源的潜在形式之一是绿色氢,源于水等可再生能源,而不是化石燃料,为重工业提供动力,为大型车辆(飞机和轮船等)提供燃料。

生产这种更清洁形式的天然气设施已经在世界范围内出现——在美国、西欧、中国、澳大利亚、智利和南非等国家。高盛预计,到2050年,蓬勃发展的世界绿氢市场价值将达到11万亿美元。

但是,绿氢的批评者说,现在使用太阳能和风能生产别的燃料是浪费宝贵的再生能源。因为世界正在努力摆脱化石燃料。与此同时,使用化石燃料生产的蓝氢的计划越来越受到审查。

为什么我们需要绿色氢?

远离化石燃料的转变很大一部分涉及为我们使用的一些由石油和天然气提供动力的日常机器供电——例如,汽车和当地交通工具,以及一些国家的家庭供暖。对于那些已经电气化的人来说,如计算机和家用电器,来自核能和 风能和太阳能等可再生能源的电力正在取代煤炭。

然而,一些行业需要的能源如此之多,以至于传统的不能满足他们的需求。这是个问题,因为这些行业是温室气体最大的排放者。

专家表示,这就是绿氢潜力巨大的地方。

风能、太阳能、核能等来源的功率对我们的能源系统脱碳至关重要—但它不能单独完成,长途运输和重工业是最难减少的排放来源。Uwerremetor说,国际能源署能源分析师。

氢气用途广泛,足以填补其中一些重要空白——为化工和钢铁行业提供重要原料,或为飞机和船舶提供低碳燃料的重要成分。雷姆告诉CN。

例如,操作一架飞机或一艘大船需要如此多的能量,以至于任何用于存储太阳能或风能电力的电池对于船舶来说都可能太大太重。另一方面,绿色氢可以以液态形式出现并且更轻。据正在开发零排放商用飞机的空中客车公司称,绿色氢的能量密度是我们今天使用的喷气燃料的三倍。

202年9月24日,创业航空公司ZeroAvia在英国克兰菲尔德机场试飞了世界上最大的氢燃料电池驱动飞机,展示了氢燃料的潜力。

液态绿色氢能排出零碳,但有限。在露天环境中燃烧时,释放少量一氧化二氮,是一种有效的温室气体。但是,氢气通过燃料电池供应的话,只能排出水和暖气。
一些小型飞机已经成功地使用氢燃料电池飞行,尽管该技术在商业上没有扩大规模。

绿、蓝还是灰?

氢气是地球上最丰富的元素。它存在于许多事物中,包括化石燃料、水、植物、动物甚至人类,但它从未以纯粹的形式自然出现。这意味着获得纯氢,需要在同样需要能量的过程中与其他分子分离。

使用可再生能源从清洁源中提取氢气时,会产生绿色氢气。这通常涉及水的电解——通过水发送电流以分离分子。

灰氢是当今最常用的氢形式。它 相对便宜,但来源于天然气,通常使用化石燃料作为能源。它主要用于化学工业,制造肥料等物品,以及炼油。在从天然气中提取氢气的过程中,剩余的二氧化碳被排放到大气中,这进一步加剧了气候变化。

蓝氢的生成过程与灰氢相同,但其生产过程中排放的碳大部分都是捕获而不是释放在大气中,这就是为什么它被描述为低排放气体的原因。

那么,哪一种是最好的气候解决方案呢?

它最终取决于用于生产它的能量。随着世界不再依赖煤油,灰氢一直被视为更清洁的桥梁替代品,但仍然是气候变化的主要因素。

近近的研究还表明,灰氢排放的温室气体比能源专家最初认为的多。沼气是一种强大的温室气体,也是天然气的主要成分,经常从管道泄漏到大气。

2020年7月17日,德国美因茨、林德株式会社运营的氢电解工厂。如果从水中产生的绿氢和提取氢分子的电解过程完全由太阳能和风能等可再生能源提供动力,绿氢可能是零排放的选择。

用于这种电解的机器成本高,而且这个过程特别有效。

根据国际能源署最近的报告,到2020年,在生产的所有低碳氢中,95%是蓝色的。但是到了2050年,随着绿氢工业的发展,到了2030年,应该更容易获得,更容易生产,成本比蓝氢更有竞争力,国际能源局报告说。到2050年,如果政府和企业成功发展行业,预计这一份额将是35%的蓝氢和62%的蓝氢。

JessCowell是苏格兰地球朋友的活动家,反对使用蓝氢的行为,只是让化石燃料公司继续经营排放。考威尔说,绿氢可能有未来,但现在不是投资的时候。“你冒着将现有的可再生能源转移到绿色氢气生产的风险,而现在,这是一个非常低效的过程,”考威尔告诉 CN。

2020年9月11日,英国伦敦的灰氢驱动巴士。考威尔解释说,现在氢气用于家庭供暖等目的是毫无意义的,这在英国正在讨论选择。如果可再生能源用于制造氢气。
所以我们要看的到的是直接电气化使用可再生电力考威尔表示,通常用于苏格兰和英国家庭供暖的煤气锅炉不是氢气,而是电气化,依靠风能和太阳能。

蓝氢为什么会引起争论?

蓝氢在包括英国在内的多个国家一直存在争议,英国政府最近发布了双轨氢战略,表明在研发绿氢的同时大量使用蓝氢。

英国氢能和燃料电池协会主席克里斯杰克逊在该计划公布后于 8 月中旬辞职,并在给 CN 的一份声明中表示,该战略与他“对氢在过渡到氢能的作用的个人看法不一致”。一个净零世界。” Jackson 还是 Protium Green Solutions 的首席执行官和创始人,该公司专注于可再生能源和绿色氢。

杰克逊在声明中表示,他赞赏绿色氢不是灵丹妙药。“同样,我不能忽视或论证蓝氢是一种可行的‘绿色’能源解决方案(这一事实也得到了外部研究的证实),”他说。

一项这样的研究——8月初在能源科学和工程杂志上,经过同行审查——发现蓝氢排出的二氧化碳比灰氢少9%,但实际上比天然气本身排出的甲烷多。

研究表明,总体来说,蓝氢温室气体足迹比燃烧天然气或煤暖大20%,比燃烧柴油暖大60%。关于捕获碳后储存碳(通常包括注入地下)是否可持续存在问题。

我们的分析假设捕获的二氧化碳可以无限期储存,这是一个乐观而未经证实的假设。即便如此,从气候的角度来看,使用蓝氢似乎也难以证明是合理的。该研究总结道。

但是,来自IEA的Remme表示,该研究低估了可捕获的温室气体量,即使蓝氢不像绿氢那样清洁,也在世界上从化石燃料的过渡中占有地位。燃料。

蓝氢和绿氢都有作用,但我们必须以最高的环境标准生产蓝氢。现在可以使用这些技术来避免排放,通常也有成本效益,节约资金。

 

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