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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

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国新能源网 发布时间:2019-12-07 浏览:
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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。

(文章来源:中国新能源网)

关键字:制氢

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