除了干净的电网,缓解气候变化要求清洁燃料减少工业排放的热量,长期储能和长途运输。
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一项新的研究提出,氢(H2)及其衍生物可能是潜在的燃料。然而,一个干净的美国H2经济需要一个详细的方法和一个十年计划。研究还评论,希望考虑未来的H2基础设施,如生产、运输、存储、使用、和经济可行性,将实现的目标是至关重要的清洁H2可行的社会范围。
这项研究最近发表在杂志上焦耳。
我们赞赏美国能源部长,珍妮弗,推出了雄心勃勃的氢Earthshot程序与技术无关的温室不含气的拓展目标H2生产1美元/公斤这个十年结束之前。
Arun Majumdar研究第一作者,杰伊教授,研究主任,斯坦福大学能源研究所研究
”类似的研发项目技术经济目标需要H2储存、使用和运输。氢Earthshot有必要创建一个经济,但它是不够的Majumdar说:“。这项研究的合作者也重申了这一点。
近7000万公吨的H2每年全球生成。这中间,美国贡献总量的七分之一。大量的H2进入生产石油化工和化肥。几乎所有的被认为是“灰色H2”,成本仅1美元每公斤生产但有大约10公斤的有限公司2行李每公斤的H2。
一个氢2经济已经存在,但它涉及到大量的温室气体排放。几乎所有的它是基于H2从甲烷。一个干净的H2今天经济并不存在。
Arun Majumdar研究第一作者,杰伊教授,研究主任,斯坦福大学能源研究所研究
科学家都持有大量丰富多彩的幻想与清洁H的性质有关2经济。例如,所谓的“蓝色的H2“试图捕捉有限公司2和减少排放,生产H2较低的温室气体排放。目前,这成本约50%相比,灰色的H2(不包括开发管道和隔离系统的成本需要存储和运输不必要的有限公司2。
根据Majumdar和他的团队,“让蓝色H2一个可行的选择,研究和开发需要减少CO2成本,进一步提高捕获完整性。”
一个形式的清洁H2被称为“绿色H2”,也吸引了研究人员。绿色H2需要电力和电解槽水滑而不产生温室气体副产品。但是这个过程成本每公斤4和6美元之间。然而,研究人员说这个价格可以最小化不足2美元每公斤减少无碳电力和电解槽的成本。
“绿松石H2“通过甲烷裂解,裂解甲烷生产温室不含气的H2。这也获得了科研界的关注。固体碳副产品合成在这个过程中可以销售记录偏移量的指控。
然而,研究小组强调,固体碳生成的数量可能超过现有的需求,因此需要进一步研发开发新市场的使用。
H2或其衍生品,包括绿、蓝、青绿色,或温室不含气的(事实上,无色),可以用于运输、化学还原了有限公司2作为冶金、钢铁、化学还原剂长期存储在一个高度可再生能量依赖性电网,以及高温工业热生产玻璃和水泥。
然而,意识到这些应用程序,H2生产必须符合特定的成本基准,比如1美元每公斤石化和氨的生产或使用燃料电池或运输燃料。
此外,科学家们强调,美国必须计划如何H2管道运输的构建和部署。存储和大规模成本效益也应占。
研究人员评论说:“开发和新管道基础设施选址通常是昂贵的,涉及到社会认可的挑战。因此,重要的是要探讨氢经济的替代方法,它不需要一个新的H2管道基础设施。”
研究人员继续说道,“相反,它是值得使用现有的基础设施运输原料在H2——电动电网输送电力的水分裂;天然气管道运输甲烷裂解。”
”虽然已经有一些地质存储系统的研究,美国地质调查局应负责进行一项全国性调查,查明许多地方地下贮氢是可能的,同时也考虑到基础设施成本需要使用这些洞穴,”研究人员总结道。
期刊引用:
Majumdar, A。,等。(2021)一个氢经济的框架。焦耳。doi.org/10.1016/j.joule.2021.07.007。
来源:https://www.cell.com/