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氢能源的发展前景(氢能源发展必须面对这些问题)

2023-06-06 20:06:19投稿人 : yq4qlskj围观 : 61 次0 评论

到处都是清澈透亮的水滴。现在,我们可以利用技术从地球丰富的水资源中提取氢气,使氢气不仅成为一种新能源选项,还可以实现零碳排放,这是氢气最大的诱惑。

太阳能等可再生能源最大的区别在于,氢气可以用来发电,也便于能源的储存和运输。问题是提取氢气的成本并不便宜,还可能在制氢过程中造成碳排放。

目前已知的按照制氢技术可以分为五类氢能:

第一种是绿色氢,是用绿色电电解水得到的,比如风能,太阳能。但这种工艺是最贵的,也就是说目前只占全球氢气产量的1%,是目前唯一一种零碳排放的生产工艺。

蓝氢是利用天然气生产氢能的良好替代品,但由于要同时捕集生产过程中排放的二氧化碳副产物,实现碳中和,所以氢能的产量相对较小。

天然气也生产灰氢,但为了降低生产成本,不进行碳排放捕集。它与碳结合,然后通过蒸汽重整分离。但这样会产生大量的二氧化碳排放,1公斤氢气产生的二氧化碳高达9.3公斤,高于燃烧汽油产生的碳。

最便宜的棕氢是用动力煤生产的,会带来更多的碳排放。

蓝绿氢采用甲烷热解工艺,但存在甲烷泄漏的风险。

我们应该把氢当成燃料,而不是可再生能源,因为可再生能源只能生产氢,如果使用绿色氢,那将是完全零排放。因为氢气的产生也是由可再生能源完成的,所以氢气是一种终极燃料,因为燃烧后得到的是水,这被认为是氢气最大的优势。氢气的另一个优点是可以作为缓冲或储能装置,如果储氢量足够,可以用几个月或一个季度。这就是氢气的优势。

在亚洲,日本、韩国、中国和印度都参与了新能源开发的竞争。中国在布局上投入了大量资金,预计未来几年将在各地开设多个大型加氢站,满足氢能源汽车的使用。氢能市场的前景似乎一片光明。

2020年,全球氢能市场将达到近1500亿美元。摩根士丹利预测,到2050年,全球氢能市场规模将达到6000亿美元,主要应用于电力、工业、交通、化工原料和建筑等领域,但目前的氢能技术远未在全球普及。有声音质疑是否真的有可能开发氢能。

氢的第一个潜在应用模式是在发电站中替代天然气。然而,由于氢气供应链的不完善,储存规格和最终用途并不完全适合。到目前为止,人们发现能够直接使用氢气作为燃料的燃气轮机仍然不多,可能还需要很长时间才能看到完全依靠氢气运行的发电站。

事实上,人们一直在思考如何将氢能应用到生活中。早在20世纪60年代,美国航天局空NASA就利用氢能源电池为太空飞行器发电。除了重工业,氢也逐渐在交通领域投入使用。

2018年9月,德国首列氢能列车向乘客开放。这是自2016年世界首列氢能列车在柏林启动以来,氢能列车首次投入客运服务。随后几年,英国、荷兰、丹麦、意大利、加拿大等国出现了氢能列车。大约800辆氢燃料电池汽车在今年的北京冬奥会上投入使用,用来接送人们。

2021年全球新能源数据显示,全球氢燃料电池汽车保有量已从2017年的7000辆增长到2021年的43000辆,但与最初预测的1100万辆相比还有很大差距。除了公交车和卡车,载人车辆占全球氢燃料电池汽车总数的80%。

韩国现代汽车目前在氢能源汽车技术开发方面处于世界领先地位,日本和中国也制定了2030年氢能源汽车的宏伟计划。但是氢能汽车的发展始终不如电动汽车,因为氢气加气站还没有普及,人们对氢能燃料的动力性和安全性还有顾虑。另外,现在氢燃料很贵。虽然各地都在使用氢汽车,但实际上生产和使用的成本只有国家项目才负担得起。

氢能对在用卡车非常好。一般来说,卡车需要行驶很长的距离,消耗大量的能量。使用氢气可以减少卡车的碳排放。

但是目前氢气的成本大概是每公斤30到60人民币,降到15元到20元其实是最合适的。现在性价比最高的是灰氢,7元到13元一公斤左右。如果需要降低价格,二氧化碳的分离和存储会造成巨大的成本,而且一些二氧化碳的捕获和存储技术并不先进。然而,在一段时间内,在实现零排放的目标下,绿色氢的转变将是世界不得不做的事情。

氢能的发展是全球绿色能源竞争的重要组成部分,但全球对氢能的需求增长非常缓慢。2000年需求6000万公吨,2020年需求达到9000万公吨。而且,由于大部分用于工业和炼油的氢气仍然是由化石燃料生产的,因此发现碳排放量超过9亿吨,这意味着氢能的生产正在严重破坏全球环境。

世界各国都开始效仿碳排放,对大工业征税,但能源专家认为,与其花时间在如何增加碳税上,不如花时间在氢能技术上。只有在短时间内降低绿色氢的生产成本,使氢能源由灰色向绿色转化,地球和人类才有希望在未来实现氢能源社会或氢能源经济。

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