获取真正清洁的氢必须使用可再生能源而非煤炭

lonny1231 · 发表于 2019-12-6 13:14:00

使用氢作为清洁燃料的想法可能即将实现。对澳大利亚来说，生产氢气是诱人的：它可以创造一个利润丰厚的国内新产业，帮助世界实现无碳未来。上个月发布的国家氢战略认为，澳大利亚应该走在全球氢竞赛的前列。在首席科学家艾伦·芬克尔(Alan Finkel)的领导下，该战略采取了一种技术中立的方法，不支持任何一种制造“清洁”氢的方法。
　　但这关系到氢是由可再生电力还是化石燃料产生。虽然化石燃料路线目前更便宜，但它可能最终会排放大量的二氧化碳。
　　并非所有“干净”的氢都是一样的
　　氢可以通过电解产生，电解将水分解成氢和氧。当使用可再生电力时，它不会产生任何二氧化碳，被称为绿色氢。
　　氢也可以从煤或天然气中产生。这个过程释放二氧化碳。今天产生的大部分氢都是用这种方法制造的。
　　但更重要的是，不是所有的二氧化碳都能从这个过程中被捕获并储存到地下——这个过程通常被称为碳捕获和储存(CCS)。
　　但CCS技术复杂且昂贵。放眼全球，目前只有两家工厂使用化石燃料+CCS来生产氢：一家在加拿大，二氧化碳捕获率为80%；另一家在美国，二氧化碳捕获率较低。
　　在澳大利亚，唯一运行的大型CCS项目是雪佛龙在西澳大利亚的高更天然气(不是氢)项目。经过一段时间的拖延，以及该项目开始供应天然气三年之后，碳捕获和储存工作才于今年开始运作。
　　高碳捕获率并不确定
　　“氢战略”使用“清洁氢”一词来表示由可再生电力、煤或天然气以及碳捕获所产生的氢。它还假设了一个“最佳情况”，即可以从化石燃料中捕获90%-95%的二氧化碳。
　　这样的比率在技术上是可行的，但至今尚未实现。较低的捕获率在该策略中没有被考虑。
　　在90% -95%的捕获率下，以煤和天然气为基础的氢比传统化石燃料的碳强度低得多。但是60%的捕获率意味着煤制氢的排放强度与直接燃烧天然气相当。
　　国家战略没有描述一种机制，以确保达到最佳捕获率。氢的生产可能会比捕获排放所需设施的增长快得多，从而允许大量的温室气体进入大气层——类似于高更的案例。
　　另一个风险是，由于技术或成本方面的原因，碳捕获将无法达到最佳的捕获率。
　零排放出口
　　日本、韩国和德国等国正在探索以多种方式使用氢的可能性，包括在发电、运输、供暖和工业过程中。
　　一些未来的进口商可能不关心我们生产的氢有多清洁，但其他进口商可能关心。
　　为了说明无碳出口的重要性，我们计算了澳大利亚每年生产1200万吨氢气用于出口的排放量，这相当于我们目前液化天然气出口的30%，并且与国家战略中的产量估计相一致。
　　这将需要大约3700万吨天然气或8800万吨煤炭。如果90%的二氧化碳被捕获，那么天然气的排放量将占澳大利亚当前(2018年)年温室气体排放量的1.9%，或煤炭的4.4%。
　　如果只捕获60%的二氧化碳，来自天然气和煤炭的氢气将分别占目前全国排放量的7.8%和17.9%，这将使澳大利亚更难实现其排放目标。
　　在哪里投资
　　现在，用化石燃料生产氢比用可再生能源便宜，即使是在加上碳捕获和储存(CCS)相关成本的情况下。
　　澳大利亚在维多利亚的拉特洛布山谷也有大量现成的褐煤储量，它们不会被日渐衰落的燃煤发电行业所利用。捕获的碳可以储存在巴斯海峡下面。此外，除了或部分替代液化天然气出口外，该国丰富的天然气储备还可以转化为氢气。因此，国家战略把所有选项都留在谈判桌上也就不足为奇了。
　　然而，利用碳捕集技术建立制氢设施将意味着需要在设备上投入大量资金，这些设备的使用寿命非常长。这是有风险的，因为如果排放密集型氢能源市场崩溃，这些资金都将被浪费掉。
　　世界已经远远落后于实现减排目标所需的速度，必须最终实现净零排放，以防止气候变化造成的严重影响。
　　澳大利亚应该投资研发，让绿色氢更便宜。这需要降低电解成本，并进一步降低大规模可再生能源生产。这可能会给气候和澳大利亚未来的出口经济带来巨大的好处。

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获取真正清洁的氢 必须使用可再生能源 而非煤炭

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