又一波的氫能熱潮 氫真的清潔嗎?
發(fā)布時(shí)間:2019-07-31 13:03:03      來源:上海有色網(wǎng)
網(wǎng)訊:意大利西南部農(nóng)村地區(qū)的一家面食工廠,如果用來展示歐洲龐大的工業(yè)部門如何削減排放的能源項(xiàng)目來說,這里并不是一個(gè)顯著的地點(diǎn)。
但這家位于薩萊諾省孔圖爾西特姆的Orogiallo工廠,在今年4月份卻創(chuàng)造了一小段歷史,當(dāng)時(shí)它使用意大利天然氣輸電網(wǎng)中的氫 氣和天然氣混合物來煮意大利面。
科學(xué)家和企業(yè)一直在吹捧氫,稱其是可能替代天然氣等化石燃料的“清潔”能源,因?yàn)闅淙紵龝r(shí)不產(chǎn)生二氧化碳。今年,企業(yè)和政府再次努力調(diào)查氫是否有助于全球經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵部門實(shí)現(xiàn)脫碳,從工業(yè)、電力到航運(yùn)和運(yùn)輸行業(yè)等部門。
總部位于巴黎的國際能源署(IEA)將2019年描述為氫能源達(dá)到“空前勢(shì)頭”的一年,全球出 臺(tái)了50項(xiàng)政策或目標(biāo)來支持其發(fā)展。豐田汽車歐洲公司(Toyota Motor Europe)氫技術(shù)總經(jīng)理斯蒂芬·赫布斯特(Stephan Herbst)表示:“關(guān)鍵的游戲規(guī)則改變者是巴黎氣候協(xié)議?,F(xiàn)在的共識(shí)是,我們需要降低交通和其他行業(yè)的碳排放,我們需要所有的能源?!?br/>氫的需求增長(zhǎng)(單位:百萬公噸)
數(shù)據(jù)來源:國際能源署
在Orogiallo面食工廠的案例中,盡管氫的使用比例比較低,只有5%,但意大利國家天然氣公司(SNAM)這項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月的試點(diǎn)項(xiàng)目是第一個(gè)在歐洲測(cè)試如何安全可靠地將氫注入天然氣基礎(chǔ)設(shè)施,要知道,這種基礎(chǔ)設(shè)施可是嚴(yán)格監(jiān)管的領(lǐng)域。
SNAM和歐洲其他天然氣基礎(chǔ)設(shè)施所有者打算提高未來項(xiàng)目中氫的使用比例,他們認(rèn)為這是一種清潔的能源,并希望有一天它能完全取代天然氣,同時(shí)確保未來資產(chǎn)的保值。
未來幾年,包括挪威石油巨頭Equinor、瑞典電力公司Vattenfall、日本三菱日立電力系統(tǒng)(Mitsubishi Hitachi power Systems)、英國國家電網(wǎng)(National Grid of The UK)和豐田(Toyota)在內(nèi)的多家大公司計(jì)劃在全球各地開展氫 氣項(xiàng)目,SNAM項(xiàng)目只是其中之一。
對(duì)于能源巨頭來說,可從化石燃料中生產(chǎn)的氫,可能為他們的天然氣儲(chǔ)備提供一種功能保障的途徑,因?yàn)樵谶@樣一個(gè)環(huán)境中,越來越多的政府正在采取相關(guān)政策結(jié)束對(duì)全球變暖的貢獻(xiàn)。
運(yùn)輸公司將其視為船舶或貨運(yùn)等行業(yè)的可能解決方案,或是電動(dòng)汽車的替代品。但在上世紀(jì)70年代、90年代以及本世紀(jì)初,氫燃料曾經(jīng)歷過幾次流行浪潮,但迄今也未能像通用汽車等公司設(shè)想的那樣獲得成功。通用汽車早在1966年就首次生產(chǎn)了氫燃料汽車。
國際能源署的數(shù)據(jù)顯示,豐田Mirai等氫燃料電池汽車去年的銷量?jī)H為11200輛,與純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力車等其它低排放汽車相比,這一數(shù)字顯得微不足道。
全球能源相關(guān)的二氧化碳排放(單位:十億公噸)
此前氫燃料的幾波熱潮冷卻,是因?yàn)闅淙剂显诤艽蟪潭壬献鳛橐环N更清潔的乘用車燃料使用,而當(dāng)時(shí)的油價(jià)較低,這抑制了消費(fèi)者和企業(yè)投資氫燃料基礎(chǔ)設(shè)施的興趣。
氫,其清潔程度取決于其生產(chǎn)方式,現(xiàn)在的觀點(diǎn)仍是兩極分化,批評(píng)者質(zhì)疑其成本和安全性。
但是支持氫計(jì)劃的公司希望這次會(huì)有所不同。這一次,清潔的氫,有了很多可能的用途。計(jì)劃中的方案包括:用氫 氣為渡輪提供動(dòng)力,用氫 氣替代家用鍋爐中使用的天然氣,發(fā)電,以及在特別晴朗和多風(fēng)的日子里儲(chǔ)存風(fēng)能和太陽能等可再生能源產(chǎn)生的多余電力。
在荷蘭最北端的埃姆斯哈文,瑞典能源公司Vattenfall正在探索,能否在2025年將一座燃?xì)獍l(fā)電廠部分成功轉(zhuǎn)化使用氫燃料。
其直接效果將是減少該工廠的排放,但更廣泛的目的是探索過剩的可再生電力能否在儲(chǔ)存前通過電解(這一過程也需要用水)生產(chǎn)出氫。然后,可以在冬天,或在風(fēng)力、太陽能不能發(fā)電的時(shí)候,再次將氫用來發(fā)電。
Vattenfall項(xiàng)目經(jīng)理杰弗瑞·哈斯佩爾斯(Jeffrey Haspels)表示:“隨著電力系統(tǒng)中可再生能源不斷增加,對(duì)靈活發(fā)電能力和季節(jié)性存儲(chǔ)的需求將日益增加。”
挪威石油公司Equinor、三菱日立電力系統(tǒng)公司和荷蘭能源網(wǎng)絡(luò)公司Gasunie也參與到這個(gè)項(xiàng)目中。然而,該項(xiàng)目也突顯了使用氫的一些挑戰(zhàn),特別是成本。
全球主要能源需求強(qiáng)勁增長(zhǎng)
哈斯佩爾斯估計(jì),整個(gè)價(jià)值鏈的成本將達(dá)到“10億歐元以上”,包括氫的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和工廠改造的各個(gè)階段。最終的投資決定將于2022年做出,這取決于荷蘭政府的補(bǔ)貼。
他表示,就這一項(xiàng)特別的試驗(yàn)而言,我們會(huì)從天然氣中生產(chǎn)出氫,因?yàn)椤昂商m目前還沒有足夠的可再生能源”,預(yù)計(jì)未來的項(xiàng)目將使用電解的方式。
目前,氫已經(jīng)可以廣泛地從化石燃料中生產(chǎn)出來,每年大約有7000萬噸,用于制造化肥或用于煉油,但這一過程污染嚴(yán)重。國際能源署表示,每年制氫過程的二氧化碳排放量約為8.3億噸,相當(dāng)于英國和印尼的碳排放量之和。
為了讓氫變得“清潔”,必須捕獲排放物,并在碳酸飲料生產(chǎn)等過程中重復(fù)使用,或者將其儲(chǔ)存在近??萁叩挠吞锖蜌馓镏小TS多專家認(rèn)為,這仍將是在工業(yè)規(guī)模上生產(chǎn)低排放氫的最具成本效益的方法,盡管碳捕獲利用和存儲(chǔ)技術(shù)本身也存在成本挑戰(zhàn)。
國際能源署能源技術(shù)政策主管帖木兒·蓋爾(Timur Guel)表示:“人們必須認(rèn)識(shí)到,所有這些新的勢(shì)頭和所有有關(guān)氫的討論,并不意味著挑戰(zhàn)突然就不存在了?!?br/>企業(yè)們承認(rèn),早期項(xiàng)目需要政府資金的支持,但太陽能和風(fēng)能等其他綠色技術(shù)的成本大幅下降讓人樂觀地認(rèn)為,氫發(fā)電也可能出現(xiàn)同樣的情況。
三菱日立電力系統(tǒng)歐洲公司(Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe)副總裁兼研發(fā)主管埃馬紐埃爾·卡卡拉斯(Emmanouil Kakaras)表示,隨著一些國家碳排放稅或排放計(jì)劃的實(shí)施,排放二氧化碳的成本上升,氫項(xiàng)目可能也會(huì)開始具有競(jìng)爭(zhēng)力。
“我們必須將這些氫技術(shù)與我們所說的避免二氧化碳排放的成本掛鉤?!彼a(bǔ)充道。Equinor負(fù)責(zé)風(fēng)能和低碳發(fā)展的高級(jí)副總裁斯蒂芬·布爾(Stephen Bull)表示,在更多國家效仿法國、挪威、瑞典和英國等采取凈零排放目標(biāo)的世界里,我們將不得不尋求更多替代品取代化石燃料。
“這超出了正常的業(yè)務(wù)范圍。我們?yōu)殡娏κ袌?chǎng)制定的脫碳戰(zhàn)略相對(duì)成功,但離實(shí)現(xiàn)零碳世界還差得很遠(yuǎn)。這正是我們認(rèn)為氫可以發(fā)揮重要作用的地方?!?/div>