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氢的“颜色”与绿色经济的未来

存储在电池或气缸中的电动汽车? 有很多关于氢气的讨论,但您需要了解哪些地方适合使用氢气,哪些地方不适合使用。 这里有一些值得深思的地方

氢的“颜色”与绿色经济的未来

好像电动汽车的支持者和热汽车的顽固分子之间的反对还不够,一场新的决斗现在也出现在最激进的环保主义者的面前。 人们总是谈论电力牵引,但一方面有电池储存电力的支持者,另一方面也有以氢气形式储存在气缸中的电力的支持者。 同样在第二种情况下,电机将是电动的,但能量 将来自一种叫做“燃料电池”的装置 直接在汽车中将氢气转化为电能。

生态转型部长罗伯托·辛戈拉尼 (Roberto Cingolani) 向燃料电池的支持者提供了很好的帮助,他说电池技术可能会“过时”; 或许 10 年后我们都将乘坐氢气旅行。 甚至欧盟委员会在概述中长期气候计划时,也将氢气纳入了实现某些行业完全脱碳所必需的解决方案,特别是在工业应用方面。 这一选择并非巧合:在应对气候变化的斗争中,有效利用资源和技术实际上很重要; 在机动性方面,不值得使用氢气(除非在特定情况下,我们将在后面看到)。 而且, 生产这种元素的技术仍然很昂贵 发展。 然而,欧盟委员会将提供捐款以加速降低其成本,允许氢气大规模商业化,以实现上述应用的脱碳。

但在了解氢气的最佳使用地点之前,我们需要评估氢气的“清洁度”和可持续性。 它是宇宙中最存在的元素,因此取之不尽,用之不竭。 然而,它总是与其他因素相关联:例如,与水中的氧气(H2O), 或甲烷中的碳 (CH4). 因此它必须被“提取”,提供能量来实现这种分离。 今天使用的绝大部分,也是唯一可以以可接受的成本生产的,是通过称为流重整的反应从化石燃料甲烷中获得的。 它根本不可持续,因为在这个过程中它会释放大量的温室气体(CO2) 并且实际上被定义为“灰色”并在一开始就被拒绝了。

许多石油和天然气公司,例如 ENI,都在研究所谓的“蓝色”氢气,这种氢气也来自甲烷的气流重整,但同时进行了碳封存和储存。 这个过程在成本方面仍然没有竞争力,在其生产和运输过程中并没有消除甲烷的扩散(也是一种温室气体,比二氧化碳具有更明显的气候变化影响2,) 和二氧化碳, 鉴于捕获和储存过程的效率远非 100%,而且寻找安全的地下储存地点的问题也很复杂。 此外,整个过程需要大量的能量来进行。

唯一真正清洁的氢是“绿色”氢. 从水的电解中获得,它只向大气中释放纯氧,不产生二氧化碳。 答对了? 几乎。 电解过程需要大量能量:是它可以储存并随后返回的能量的三倍。 因此,由于绿色氢是一种稀缺资源,因此最好只在没有更有效替代品的情况下使用绿色氢:这些部门主要是工业部门。 另一方面,如果有一天我们真的拥有 2% 的“绿色”电力,为什么不直接使用它,而不是扔掉三分之二的电力来制造氢气呢?

尽管如此,如今“绿色”氢电解技术的成本是“灰色”电解技术的两倍多,但大量研究(包括 报告 能源转型委员会)预测,到本十年末,它将变得具有竞争力(与“灰色”氢相比)。 最后,必须小心处理氢气。 它是易燃的。 它是宇宙中最小的分子,因此如果容器的孔隙率最小,它可以很容易地分散。 特别是因为必须将其压缩到 700 个大气压以减小其体积,并且运输、分配和分配都不是儿戏。

更具体地说,绿色氢能在短期内率先实现工业应用的领域是那些已经使用从化石燃料中提取的氢气作为原材料的领域:例如,它将用于氨这一基础产品的可持续生产在肥料和许多其他化学过程中。

随后,作为燃料将 替代煤炭和甲烷必不可少 在以热为基础的工业过程中,例如钢铁、陶瓷和水泥厂。 即使在航空运输中,它似乎也是煤油为喷气发动机提供燃料的唯一替代品。 但是越洋集装箱船呢? 今天仍然使用柴油发动机在 57% 非电气化线路上行驶的火车? 海运和铁路运输是绿色氢能进一步发展的领域,因为蓄电池没有替代品(迄今为止)。

总结分析, 波茨坦研究所气候影响研究 氢能源汽车是“虚假承诺”的句子。 和大众汽车总裁赫伯特·迪斯, 在一条推文中说: 事实证明,氢能源汽车不是解决气候问题的办法。 错误的辩论是浪费时间。 请听科学!” 因此,与我们已经在城市中看到的电池驱动的电动汽车不同,我们(几乎可以肯定)永远不会在日常生活中看到氢燃料汽车。

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