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        綠色氫可能成為未來燃料,為啥不是解決氣候問題的靈丹妙藥?

        來源:中國煤炭網  日期:2021年09月09日  文字:【 加粗】【高亮】【還原

        綠色氫是清潔能源,可能成為未來的燃料,不過為什么它還不是解決氣候問題的靈丹妙藥呢?

        隨著氣候危機的升級,世界正依靠無碳能源來實現一個溫室氣體零排放的未來,到時候我們從大氣中清除的溫室氣體與我們排放的一樣多。

        清潔能源的一種潛在形式之一是綠色氫——它可以從水和其他資源中獲得,而不是從化石燃料中獲得,而且是用可再生能源生產的。它可以用來為重工業提供動力,并為飛機和船舶等大型車輛提供燃料。

        在美國、西歐、中國、澳大利亞、智利和南非等國家,全球各地都出現了生產這種更清潔能源設施。據高盛估計,新興的全球綠色氫市場到2050年將價值11萬億美元。

        但是綠色氫的批評者說,現在使用太陽能或風能生產另一種燃料是對寶貴的可再生能源的浪費。與此同時,使用藍色氫的計劃正受到越來越多的審查。藍色氫是通過化石燃料產生的。

        為什么我們需要綠色氫?

        化石燃料很大一部分涉及我們使用的一些日常機器設備,比如汽車和交通工具,以及家庭供暖。對于那些已經通電的人來說,比如電腦和家用電器,來自核能和風能、太陽能等可再生能源的電力正在取代煤炭。但有些行業需要大量的能源,傳統的可再生能源無法滿足他們的需求。這是一個問題,因為這些行業是溫室氣體的主要排放者。

        這就是專家們認為綠色氫具有巨大潛力的地方。

        國際能源署(International energy Agency)能源分析師烏韋?雷米(Uwe Remme)表示:“來自風能、太陽能和核能等能源的電力對我們的能源系統脫碳至關重要,但光靠電力是無法做到的,長途運輸和重工業是最難減排的行業?!?

        烏韋?雷米告訴記者:“氫的用途非常廣泛,足以填補其中一些關鍵的空白——為化學工業和鋼鐵工業提供重要的原料,或為飛機和船舶提供低碳燃料的關鍵成分?!?

        例如,一架飛機或一艘大船需要大量的能量,以至于任何用來儲存太陽能或風能發電的電池對于船只來說都可能太大太重。另一方面,綠色氫可以以液體形式存在,而且更輕。據正在研發零排放商用飛機的空中客車公司稱,綠色氫的能量密度是我們今天使用的航空燃料的三倍。

        2020年9月24日,新成立的航空公司ZeroAvia在英國克蘭菲爾德機場試飛了世界上最大的由氫燃料電池驅動的飛機,展示了氫作為航空燃料的潛力。

        雖然液態綠色氫會排放零碳,但它有一些局限性。當它在露天大氣中燃燒時,會釋放出少量的一氧化二氮,這是一種強效溫室氣體。然而,如果氫通過燃料電池,它只會釋放出水和熱空氣。一些小型飛機已經成功使用氫燃料電池飛行,不過這項技術還沒有大規模商業化。

        綠色,藍色還是灰色?

        氫是地球上含量最豐富的元素。它存在于很多物質中,包括化石燃料、水、植物、動物甚至人類,但它從來沒有以純形式自然出現。這意味著要得到純氫,它需要通過同樣需要能量的過程從其他分子中分離出來。

        綠色氫氣是指利用可再生能源從清潔能源中提取氫氣而產生的氫氣。這通常涉及電解水——通過水發送電流來分離分子。

        灰色氫是當今氫最常用的形式。它相對便宜,但是從天然氣中提煉出來的,通常使用化石燃料作為能源。它主要用于化學工業制造肥料和煉油。在從天然氣中提取氫氣的過程中,剩余的二氧化碳被釋放到大氣中,這進一步加劇了氣候變化。

        藍色氫氣和灰色氫氣的生成過程相同,但生產過程中排放的大部分碳都被“捕獲”了,不會釋放到大氣中,這就是為什么它被稱為低排放氣體。

        那么,哪一個是最好的氣候解決方案呢?它最終取決于生產它所使用的能源。

        隨著世界逐漸擺脫煤炭和石油,灰色氫氣長期以來一直被視為一種更清潔的“橋梁”替代品,但它仍然是氣候變化的主要來源。

        最近的研究還表明,灰色氫氣排放的溫室氣體比能源專家最初認為的要多。甲烷是一種強大的溫室氣體,也是天然氣的主要成分,經常從管道泄漏到大氣中。

        如果從水和電解過程中提取氫分子的綠色氫完全由太陽能和風能等可再生能源提供動力,那么綠色氫可能是一個零排放的選擇,但現在還沒有,用于進行電解的設備成本很高,而且這個過程的效率也不是特別高。

        根據國際能源署最近的一份報告,在2020年生產的所有低碳氫中,95%是藍色的。國際能源署報告稱,到2050年,隨著綠色氫產業的發展,到2030年,綠色氫將更容易獲得,更容易生產,成本也將與藍色氫競爭。到2050年,如果政府和企業在發展該產業方面取得成功,預計藍色氫的比例將達到35%,綠色氫的比例將達到62%。

        蘇格蘭地球之友(Friends of the Earth Scotland)的活動家杰斯·考威爾(Jess Cowell)反對任何形式的藍氫使用,他說,藍氫只會讓化石燃料公司繼續經營,繼續排放??纪栒f,綠色氫氣可能會有未來,但現在不是投資的時候。

        考威爾在接受CNN記者采訪時表示:“將現有的可再生能源產能轉移到綠色制氫上是有風險的,這是一個非常低效的過程?!笨纪柦忉屨f,將氫用于家庭供暖等目的目前還沒有意義,而英國正在討論將氫作為一種選擇。如果可再生電力資源被用來制造氫氣。

        “所以我們想看到的是使用可再生電力直接電氣化,”考威爾說,他解釋說,在蘇格蘭和英國更廣泛地用于家庭供暖的燃氣鍋爐應該電氣化,使用風能和太陽能,而不是氫。

        為什么藍色氫備受爭議?

        藍色氫在許多國家都有爭議,包括英國,政府最近發布了其“雙軌”氫戰略,顯示了藍色氫的大量使用和綠色氫的發展。

        英國氫和燃料電池協會主席克里斯·杰克遜在計劃公布后于8月中旬辭職,他在一份給CNN的聲明中表示,該戰略與他“個人對氫在向凈零世界過渡中的作用的看法不一致”。杰克遜還是Protium Green Solutions的首席執行官和創始人,該公司專注于可再生能源和綠色氫。他說:“同樣,我也不能忽視或主張藍色氫是一種可行的、‘綠色’能源解決方案(這一事實也得到了外部研究的證實)?!?

        科學家表示,這種看不見的氣體可能決定我們在氣候變化中的命運。

        8月初發表在《能源科學與工程》(Energy Science and Engineering)上的一項研究發現,雖然藍色氫氣比灰色氫氣排放的二氧化碳少9%~12%,但它實際上排放的甲烷比天然氣本身更多。

        研究發現,總體而言,藍色氫氣的溫室氣體足跡比燃燒天然氣或煤炭取暖多出20%,比燃燒柴油取暖多出60%。

        還有一些問題是,例如碳捕獲后的儲存(通常需要將其注入地下)是否可持續?!拔覀兊姆治黾僭O,捕獲的二氧化碳可以無限期存儲,這是一個樂觀和未經證實的假設。即使這是真的,藍色氫的使用也很難從氣候的角度證明是合理的。

        然而,國際能源署的萊姆表示,該研究做出了一些假設,低估了溫室氣體的捕獲量,而且即使藍色氫不像綠色氫那樣清潔,它在世界擺脫化石燃料的過渡中也有一席之地。

        他說:“藍色氫和綠色氫都有作用,但我們必須確保藍色氫的生產符合最高的環境標準?!薄艾F在已經有了避免這些排放的技術,而且它們通常也具有效益和節省資金?!保?span>董哲 編譯)

        原作者:安吉拉·德萬 美國有線電視新聞網 2021年8月31日 報道

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