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正确生产清洁氢气:可规划、可扩展

首先提供可再生能源,然后再生产氢气?有一个更优雅的方法。(pixabay/blazejosh)
首先提供可再生能源,然后再生产氢气?有一个更优雅的方法。(pixabay/blazejosh)
利用煤炭和天然气发电来大规模生产氢气,而且恰恰是在其他能源短缺的情况下,会造成巨大的排放并危及电网。必须采取明智的方法。
Renewable Science

氢被视为将排放密集型工业转变为二氧化碳中和工业的重要基石。航运、航空和钢铁工业都可以使用这种燃料,火箭使用这种燃料也是有道理的,它以一种迂回的方式利用了可再生能源。

使用电力生产氢相对容易。它可以液化形式或与氮(氨)或碳(清洁甲烷)化学结合的形式储存。

但是,如果使用煤炭和天然气发电,而能源又不是完全从过剩的产能中获取,那么氢气的生产就会成为一个问题。

该如何解决呢?首先,用几年的时间重新组织能源生产,制造出一开始无法利用的过剩产能?然后再花几年时间建立氢气生产,直到它能大规模运行?这不仅没有足够的时间,而且不切实际、不经济、不现实。

这也是麻省理工学院的一项综合研究得出的结论,该研究概述了在工业规模上生产清洁氢气的可行方法。

请务实一些

因此,与其看电网中可再生能源的实际发电量,不如看每年的上网电量。

这就意味着,绿色氢气在生产的确切时间内可能完全是由燃煤发电产生的。然而,至少在纸面上,氢气应该是由风能和太阳能发电厂的过剩发电量在更长的时间内生产出来的。

这样,氢气就可以保持二氧化碳中性,并且可以相应地获得税收或补贴。

处理产能过剩的方法也非常相似。就目前的电网、所使用的技术(尤其是电网缺乏智能化)和所需数据的收集而言,在产能过剩的情况下开始生产氢气,并在即将出现过载或连接燃气发电厂之前再次停止生产氢气似乎并不现实。

可再生能源的超产可以在年底后记录下来,这样就可以生产绿色氢气。这些数字也可以在年初进行估算。

通过这种方式,可以建立小型工厂和整个工业综合体,以气候中立的方式生产燃料,并且不增加能源需求--至少在纸面上是这样。

路线图

正是这种方法使我们有可能开始行动。不过,它应该有一个明确的有效期,以便工业界能够适应它。

这正是将电网转变为灵活、智能和分散网络的成功之道。

届时,最终将不可避免地出现的产能过剩可以被储存起来--就像在抽水蓄能电站中一样,只不过是以氢的形式储存起来--然后再释放出来。

研究报告的作者之一蒂姆-席特卡特(Tim Schittekatte)举了一个例子来概括这个问题:一个装满太阳能电池的屋顶可以为自己的电动汽车充电。理论上,电量是足够的,但汽车白天通常不会停在那里。因此,所发的电被用在其他地方。到了晚上,其他来源的电力又会流入电池。电网的规模越大、越灵活,就越能平衡这种差异。所需要的只是一点时间和一个起动。

资料来源

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Mario Petzold, 2024-01-10 (Update: 2024-01-10)