中國儲能網(wǎng)訊:耶魯e360網(wǎng)站發(fā)表署名Jim Robbins的文章,題目是:Green Hydrogen: Could It Be Key to a Carbon-Free Economy?(綠色氫氣:能成為零碳經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵嗎?),摘要如下:
綠色氫氣是氫能源領(lǐng)域的新生事物,因為是用可再生能源制造的,所以不會排放二氧化碳。此外,使用可再生能源制造燃料可以幫助解決困擾風(fēng)能和太陽能的間歇性問題,因此本質(zhì)上是高效的存儲。當(dāng)可再生能源的需求量很低時,在春季和秋季,多余的電力可以被用來驅(qū)動電解,而電解是分解氫和氧分子所必需的,然后氫氣就可以被儲存或通過管道輸送。這些優(yōu)勢正在推動人們對全球綠色氫氣的興趣日益增長。在歐洲、中東和亞洲,越來越多的國家和公司正在接受這種高質(zhì)量的燃料。
沙特阿拉伯正在紅海沙漠中建造一座名為Neom的未來氣派的城市。這座耗資5000億美元的城市,將包括飛行出租車和機(jī)器人家政服務(wù),將有100萬人居住。什么樣的能源產(chǎn)品既能為這座城市供電,又能向全世界銷售?不是石油。沙特正在大力發(fā)展一種叫做綠氫的無碳燃料,利用可再生的電能將氫分子從氧分子中分離出來,由水制成的無碳燃料。
今年夏天,美國大型天然氣公司Air Products Chemicals宣布,作為Neom城市建設(shè)項目的一部分,該公司在過去四年中一直在沙特阿拉伯建造一座綠色氫氣工廠。這座核電站由遍布沙漠的風(fēng)能和太陽能項目提供4吉瓦的電力,號稱是世界上最大的綠氫項目,還有更多的綠氫工廠正在沙特籌劃之中。
并不是只有沙特人相信綠氫是能源未來的下一件大事,全世界都在掀起一股綠色氫氣熱潮。許多公司、投資者、政府和環(huán)保人士認(rèn)為,氫能有助于結(jié)束化石燃料的統(tǒng)治,減緩全球變暖的軌跡。雖然風(fēng)能和太陽能可以為家庭和電動汽車提供電力,但綠氫可能是混凝土和鋼鐵制造等高耗能行業(yè)以及交通運輸行業(yè)中較難實現(xiàn)電氣化的理想能源。
在歐洲,各國經(jīng)濟(jì)承受著高昂的能源價格,并且嚴(yán)重依賴俄羅斯的天然氣。為此,歐洲正在為電解工廠和其他氫基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)提供資金發(fā)展綠色氫氣。歐盟委員會在7月份的一份戰(zhàn)略文件中寫道:“綠氫可以彌補全面脫碳經(jīng)濟(jì)中缺失的部分?!?
在日本,一個新的綠色氫氣工廠剛剛在福島附近開業(yè),是世界上最大的一個。這是一個有意象征性的位置,因為該工廠靠近2011年的核災(zāi)難現(xiàn)場。澳大利亞一家能源財團(tuán)剛剛宣布,計劃在皮爾巴拉附近建設(shè)一個名為亞洲可再生能源中心的項目,該項目將使用1600臺大型風(fēng)力渦輪機(jī)和30平方英里的太陽能電池板來運營一家23千兆瓦的電解工廠,該工廠將生產(chǎn)綠色氫氣,并將其運往新加坡。
隨著歐洲加強其脫碳運動,也在燃料上下了大賭注。歐盟剛剛起草了一項大規(guī)模綠色氫擴(kuò)張戰(zhàn)略。在其5500億美元的清潔能源計劃中,歐盟正在為新的綠色氫電解槽以及燃料的運輸和儲存技術(shù)提供資金,認(rèn)為快速大規(guī)模部署清潔氫氣是歐盟實現(xiàn)其高氣候雄心的關(guān)鍵。
綠色氫的能量密度是噴氣燃料的三倍,使其成為一種很有前途的飛機(jī)零排放技術(shù)??湛凸咀罱l(fā)表聲明稱,包括航空公司在內(nèi)的一家航空公司需要解決一個重要的氫氣儲存問題,包括一架飛機(jī)的安全儲存問題。專家們說,解決這些問題需要新技術(shù)。盡管如此,空客公司相信綠色氫氣將在航空運輸脫碳方面發(fā)揮重要作用。空客零排放飛機(jī)副總裁格倫?盧埃林(Glen Llewellyn)表示:“成本競爭的綠色氫和跨行業(yè)合作將是實現(xiàn)零排放飛行的必經(jīng)之路。他說,氫動力飛機(jī)可能在2035年前開始飛行。
在能源價格較低的美國,綠色氫的成本是天然氣的三倍左右,盡管這個價格還沒有考慮到化石燃料對環(huán)境的破壞。然而,綠色氫氣的價格正在下降。預(yù)計10年后,綠色氫氣的成本將與美國的天然氣相當(dāng)。美國綠色氫發(fā)展的一個主要推動力是加州積極推動碳中和的未來。例如,洛杉磯水電部正在資助猶他州綠色氫燃料發(fā)電廠的建設(shè),計劃在2025年投運。
一家名為SGH2的美國司最近宣布,將在南加州建造一個生產(chǎn)綠色氫氣的大型工廠。不過,這家工廠將不使用電解法,而是利用廢物氣化,將許多類型的廢物加熱到高溫,使它們還原成分子化合物,可以制造出比電解更便宜的綠色氫。
美國加州官員還將綠色氫視為柴油車化石燃料的替代品。加州在2009年通過了低碳燃料標(biāo)準(zhǔn),以推廣電動汽車和氫動力汽車。上個月,一批重型汽車和能源行業(yè)官員組成了西方國家氫能聯(lián)盟,敦促迅速部署氫燃料電池技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施,以取代柴油卡車、公共汽車、機(jī)車和飛機(jī)。今年早些時候,美國能源部宣布投資1億美元,幫助開發(fā)大型、經(jīng)濟(jì)實惠的電解槽,并為長途卡車開發(fā)新的燃料電池技術(shù)。
在澳大利亞,新南威爾士大學(xué)(University of New South Wales)與一家全球工程公司GHD合作,開發(fā)了一種名為LAVO的家用系統(tǒng),利用太陽能在家用系統(tǒng)中產(chǎn)生和儲存綠色氫氣。氫氣在需要時被轉(zhuǎn)換回電能。
幾十年來,人們一直在努力探索氫作為燃料來源的潛力,但這項技術(shù)從來沒有大規(guī)模推廣。氫能懷疑論者認(rèn)為,綠色氫技術(shù)的廣泛采用面臨著嚴(yán)重的障礙,最明顯的是氫燃料需要可再生能源來實現(xiàn)綠色,這就需要大規(guī)模擴(kuò)大可再生能源發(fā)電,為電解廠提供電能,從而將水分解成氫氣和氧氣。沒有管道,綠色氫氣也很難儲存和運輸。現(xiàn)在在一些地方,比如美國,氫氣天然氣等其他燃料要貴得多。
英國彭博新能源財經(jīng)分析師、綠色氫能懷疑論者邁克爾?利布雷奇(Michael Liebreich)說,雖然氫有優(yōu)勢,“但它也顯示出一系列同樣令人印象深刻的缺點?!崩祭灼孀罱鼘懙溃骸皻錃庑枰芰縼矸蛛x,它的儲存需要壓縮到大氣壓的700倍,零下253攝氏度……它攜帶的能量只是每單位體積天然氣的四分之一……它能使金屬脆化;還很容易泄漏。而且,氫氣確實可能會爆炸。”
盡管存在這些問題,利布雷奇寫道,綠色氫仍然“像魔術(shù)般地控制著技術(shù)樂觀主義者的想象力?!?彭博新能源財經(jīng)估計,要生產(chǎn)足夠的綠色氫氣來滿足全球四分之一的能源需求,所需電力將超過目前世界上所有能源的發(fā)電量,并在生產(chǎn)和儲存方面投入11萬億美元。這就是為什么目前氫能應(yīng)用針對的重點領(lǐng)域只涉及部分用能領(lǐng)域,比如重型制造業(yè)、長途卡車運輸以及貨船和飛機(jī)的燃料。