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氢燃料电池迎来黄金时代了吗?

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大势已至,风口正举;同台论“电”,“充”向未来!

在汽车领域,始终有人坚信“氢是未来的燃料(并且永远会是)”。外媒称最近的一系列研究进展表明,我们可能正在接近“氢”这一宇宙中已知最小分子的临界点。 

加速开发用于重型卡车的燃料电池有望促进基础设施建设,并带来有助于轻型燃料电池(FCEV)普及所需的资金。可再生能源的迅速发展使人们萌生出用氢气来存储多余电网电力的需求,目前一种低成本生产绿色氢气的新颖方法即将问世。 

美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory)高级研究员、燃料电池组负责人Bryan Pivovar在最近一次讨论中向我透露,他的实验室已经与其他五个国家的实验室共同在氢能源领域进行合作,研究将20%的氢气掺入天然气基础设施中的情况。据其所述,氢气可以由太阳能和风能通过电解产生,因此该课题有助于减缓天然气基础设施产生的碳足迹。

由于氢的能量密度较低且比甲烷更容易爆炸,Bryan Pivovar一组人还将花费两年时间评估氢/甲烷混合物的安全性和工作效率。 

丰田、现代、戴姆勒和沃尔沃都在生产重型燃料卡车。重型燃料卡车首先应用在各地货物运输和港口物资运输上,长途氢燃料电池卡车的发展会紧随其后。在预期的百万英里使用寿命中,一辆长途柴油卡车所需的燃料费用是轻型燃料电池电动汽车(FCEV)购买价格的3倍。对于轻型车辆,燃料成本与车辆购买价格的寿命比接近1:1,由于FCEV效率更高,虽然它的动力总成可能会比柴油发动机昂贵,但其在整个生命周期内仍然具有良好的经济意义。 

加拿大Proton Technologies of Calgary公司此前发现一种技术:将氧气注入油田可从废弃的油气井中提取纯氢气。然后,这些氢气经过仅允许氢气进入的过滤器进入生产井并随后到达地面,该过程把所有的碳都隔离在地下。其机理是首先将液氧从空气中低温分离出来,分离之后的氧气在足够的压力下迅速蒸发,并迫使其进入井中,氧气通过井底储有的水后溢出。在水/油(或气)界面,它氧化并产生热量和蒸汽,从而为气化、热解、水热裂解和水气转换反应提供动力。 

氢气是一种无碳燃料,燃烧后不产生二氧化碳(CO2)。Proton的技术能够以低于0.3美元/千克的预期成本生产清洁的氢气,其成本远低于通过蒸汽甲烷重整生产氢气的2.00-3.00美元/千克,其碳强度也低于使用风能或太阳能通过电解法制氢的强度。 

在全球5万个油田中,超过一半已经枯竭或废弃。大量油田并不是因为资源枯竭而废弃,而是因为其开采经济性达到了极限,其实地表之下还蕴藏着大量石油。比较好的一点是,这些废弃油田中有许多都靠近人员密集区和能源基础设施,这在极大程度上简化了交通运输。 

氢本身作为运输燃料可能还没有经济意义,建立能够存储多余绿色能源的氢基础设施本身也可能没有意义。但是将它们组合在一起,并利用废弃的油井网络来生产清洁、廉价的氢气,我们就会比以往更加接近未来的燃料。

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