落基山研究所

关于氢的真相,最新,时髦的低碳溶液

氢燃料电池是将化学势能(存储在分子键的能量)转换成电能的装置。他们认为,以替代化石燃料,但没有被广泛使用。

氢是低碳替代品的块新的孩子,在流动性,工业加工和重型运输应用。它也可以用来提供电力和热能,可与天然气混合,以帮助脱碳现有的天然气网格。但即使有这些机会,在全球各地 - 从企业办公室到行业路演 - 一个人听到一个频繁副歌:实在是太贵了,它不会结垢。(有趣的是,这是相同的声誉太阳能光伏发电有一个十年前。)

随着对氢比比皆是的误解,有消除对这一新兴技术的一些常见的误区的机会。

这不是赢家通吃。能源过渡将是替代燃料和电气化的混合物。

当涉及到技术的变化,大多数人认为它是一个轮盘游戏,赢家通吃:AC与DC;QWERTY与Dvorak键盘;VHS与Beta版。围绕低碳绿色的流动性选项,以及货运,重工业和材料运动的争论,并没有什么不同。总的想法是,回报将来自要么电气化或创新的燃料,但不能同时使用。

这不是一个非此即彼的情况。相反,它就像被困在一个荒岛上与水或食物之间进行选择时唯一的生存选择是找到两者。低碳交通的最终解决方案很可能将是燃料为基础的电力和基于期权的混合。

间的基于燃料的选择,氢占主导地位的谈话。当您正在流行,仇敌都表示怀疑时氢气资源的开发,他们担心这与电气化和电池技术的竞争通常会发生,但是这种担心并不能反映现实。尽管电气化和燃料如氢都带着自己的挑战,他们都可以发挥重要的作用。

当从低碳发电代替化石燃料,就可以实现在CO显著减少2排放。凭借其零碳势,它可以在对可再生能源的需求不断增加所起的作用,氢在我们的能源转型具有重要作用,是一个重要的补充电气化。

氢是已经很高的需求,这个行业只会继续增长。

在氢气新的兴趣来自于流动性,货运,航运,电力和工业加工部门,他们努力向脱碳未来移动。然而,有,联系到炼油和氨生产作为工业化学过程的原料大量已经存在的需求。氢气市场的发展反映了分散的生产和潜力需要在我们的运输组合的灵活性。例如,氢燃料电池公共汽车通常具有的范围内约310英里与124英里电动公交车。在这个范围内,氢既有脱碳农村交通,并提供不间断的服务解决方案的潜力。

制氢已经从2005年左右4000万吨上升至目前的约60万吨。在2017年,全球产氢市场估计为$ 103十亿,预计到2026年将达到$ 207十亿,这8.1%的复合年增长率或约121万公吨市场。鉴于这些增长预期,能源过渡委员会(ETC)提出,到2050年市场可能会成为该地区每年4.25亿,6.5亿吨

无论方向的氢市场在未来十年的发展,就难以减弱工业部门向一个1.5度的基于科学的途径对准越来越大的压力意味着需要采取什么工业排放量的比例关系到一个很难看现场和物料及产品异地运动。例如,平均来说,上露天矿使用的能量的大约60%涉及现场材料运动。现场产生的帐户用于工业排放全球排放量的28%。在异地材料运动额外的16%的走位,通常被称为货物运输。如果氢是成为解决方案的一部分,将有远远超过每这种商品的全球需求今年目前的60万吨。

氢图表

你可以不氢气排放二氧化碳。将溶液电解可再生能源供电。

有商业生产氢的四个主要来源,其中三个需要化石燃料:蒸汽甲烷重整(SMR);氧化;和气化。第四源是电解,其分离成水用电其构成元素(氢气和氧气)。当电流通过可再生资源生产的,你可以有零碳绿色的氢气。这是生产氢的唯一的非化石燃料的装置。所述SMR工艺,其发射CO2,需要大量的热以化学氢气与甲烷分子分离。当该过程的排放物不捕获,它被称为灰度氢。当碳捕获和储存(或碳捕获,使用和存储)被附接至设施,它被称为蓝色氢。除了SMR,氢也可从油通过部分氧化或从煤经由气化合成。

CO2发射为SMR氢生产的副产物(PDF)占石油提炼厂在美国的温室气体排放量的约6%,到温室气体排放量的25%来自个别炼厂。由源,通过天然气氢占全球产量的48%,而基于油的生产占18%的约30%和煤帐户。绿色氢(PDF)通过电解工艺中使用可再生能源产生的,占全球生产的只有4%。

今天大多数制氢落入灰色氢的类别,如目前的生产依赖于化石燃料并分离氢和碳的元素。碳捕获技术可以通过减少碳排放71-92%的(PDF)但该技术仍处于相对初级阶段。各地还必需的碳捕获与存储空间的担忧。当前运动的朝向缩放绿色氢发展以及基于SMR-氢移开。这种转变增加了对在一些在美国更好的可再生能源的区域更迅速的可再生能源部署需求的好处。

氢气可以帮助大型脱碳产业价值链。

在过去的几年里,我们已经看到越来越注重需要通过铜,锂,铝,钴,镍等矿物的可持续开采,以支持可再生能源领域的发展。这些是在一切的发展从输电和配电布线到太阳能电池板,风力涡轮机和电池存储临界矿物质。要完全脱碳他们需要重点关注采掘活动,材料和矿物加工和纯化的运输。betway必威娱乐氢气可以在许多应用中发挥这一努力中的能动作用。

例如,它可以被用来提供一个可扩展的资源功率现场拖运卡车或矿工艺提供弹性发电,无论是从燃料电池或通过涡轮机。氢也可被用作通过任一燃烧或通过使用高发热的燃料电池的加热过程的一部分。选矿,氢可以取代炼焦煤在炼钢过程中减少铁矿石。它也可以运行在削减可再生能源;建立连接到可再生能源发电和电池组合的电解槽可以给你更多的能力,以捕获峰产生和它转移到消费高峰小时。削减权力在特定的时间在白天提供或者使用氢气后提供一个可调用的功率资源,或使用现有的天然气基础设施日臻可再生能源,以最终用户的手段的前景转化为氢。

这是一个选项菜单,而不是决定性的位置,不同的市场条件下,访问或终端用户将改变潜在的解决方案,氢可再生能源发展提供。这些附加选项有助于加强对大型可再生能源部署的需求,并提供额外的链由可再生能源可以到达终端用户。

一个不可避免的事实:这会发生

难以减弱行业构成了全球温室气体排放量的40%。这些行业需要一个全面的方法来脱碳,他们现在需要它。他们需要电气化,但他们也需要清洁的分子能量。这些不是相互排斥的努力,而且可以在结构正确,协调工作,以促进被要求的快速变化。该途径扩大绿色氢气,这需要我们在全球范围内和了解可再生能源资源的大幅扩建,仍有被打了实现这些目标的战斗。

在ETC的使命可能的报告,壳牌天空方案(PDF)和国际能源协会的下方2摄氏度方案所有节目发达的途径脱碳的难以减弱部门,这些途径都需要大量的全球氢增长。无论是卡车与尼古拉的近期推出或工业生产过程的创新,如绿色铝或绿色钢铁,还有一两件事,几乎所有的主要能源结构的研究表明:我们需要在我们的能源结构更多的氢气以保持温度低于1.5摄氏度全球变暖。

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RMI
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