氫曾一度被邊緣化,如今正作為一種多功能的清潔能源載體成為關注的焦點。
從交通運輸到工業流程,氫能在各個領域表現出的變革性潛力不容小覷。
在我們努力應對碳排放和氣候變化的後果時,氫能為實現能源系統脫碳和開創可持續發展的新時代提供了一個可行的解決方案。
低碳氫不僅僅是一項技術進步,它也標誌著我們認識和利用能源的方式發生了深刻的正規化轉移。
低碳氫曾一度存在於傳統燃料的陰影之下,但現在,它正成為一股變革力量,站在我們應對氣候變化努力的最前沿。這種多功能且清潔的能源載體有可能給多個領域帶來巨大變革,開啟一個可持續發展、對環境負責的新時代。
氫不像電子可以透過銅芯硬電纜遠距離傳輸清潔能源,它是一種可以嵌入到多種物質形態(氣態、液態和固態)中的分子,這使得清潔、可再生能源在滿足我們日常需求方面具有更大的靈活性。它是一種不需要依賴電纜傳輸的可再生能源,以這種方式使用氫能意味著能儘可能將碳排放降到最低,這也是氫能被稱為“綠色”能源的原因。
在交通運輸領域,傳統燃料會造成嚴重的空氣汙染和溫室氣體排放,而氫改變了這一局面。氫燃料電池汽車提供了一種零排放的出行選擇,因為氫和氧的電化學反應唯一的副產品是水蒸氣。因此它能解決城市地區的空氣質量問題,減少交通部門整體的碳足跡。
氫能為公共汽車、卡車、海運和航空運輸提供動力,為減輕全球交通系統對環境的影響提供了一個切實可行且可大規模運用的解決方案。提高燃料電池在運輸、供暖和發電等不同應用領域的效率、耐用性和可購性,也能擴大氫的應用範圍。
交通運輸領域只是綠氫能夠發揮優勢的其中一個領域。在捕捉碳排放時,我們面對的是加工和燃燒化石燃料的整個能源系統。而現在你能將捕捉到的碳與綠氫結合起來,透過製造可回收利用或可迴圈的碳燃料來逆轉這一過程,從而防止二氧化碳持續不斷地排放到地球大氣中。
除了運輸,氫的影響力業擴充套件到了工業流程,這些流程通常是碳排放的主要來源。鋼鐵和水泥生產等行業的脫碳過程就很好的凸顯了氫的多功能性。
鋼鐵製造商透過應用一種稱為“氫直接還原”的工藝,取代傳統的碳密集型方法,能夠大幅減少碳排放。根據鋼鐵生產、航空和海運等行業的具體需求定製氫的應用方法,需要採用如專用燃料電池系統和最佳化燃燒技術等創新方法。
位於沙烏地阿拉伯西北部的新未來城(NEOM)是一個新興發展區,也是一個雄心勃勃的基礎設施建設專案,它的存在證明了大規模綠氫生產的可能性。該地區擁有豐富的太陽能和風能資源,非常適合開展可再生能源專案。
NEOM的戰略與綠氫經濟的目標不謀而合。因此新未來城綠氫公司(NEOM Green Hydrogen Company)和行業合作伙伴正在建設世界上最大的以可再生能源為動力的電解制氫廠。
ENOWA是NEOM在可持續能源、水和氫氣領域的子公司,在塑造該地區能源格局上起著核心作用。這些公司及其合作伙伴希望透過合作,能夠重新定義具有生態意識的現代化城市。
創新技術是實現這一願景的關鍵,也推動了向可持續制氫生產的轉型。電解技術的進步,特別是高效划算的電解槽的發展,起到了核心作用。利用可再生電能分離水的電解槽技術的進步至關重要,而這其中的重點領域又包括高效材料、低成本製造以及與太陽能和風能等可變可再生能源的整合。
開發新型材料,以低成本、無明顯能量損失的方式儲存大量氫氣,對於促進運輸業發展和行業的長期穩定性至關重要。改造現有氫氣運輸管道,建設新管道,同時探索有機液態氫化物或氨等替代載體,可以提供更靈活、成本效益更高的輸送選擇。
在追求可持續發展和氫動力未來的過程中,全球合作與研究投資在加快對這種變革效能源的採用方面起著關鍵作用,這也是ENOWA在NEOM的Oxagon建立氫創新發展中心和NEOM綠色氫能與合成燃料應用研究所的原因。
NEOM以推動氫能技術橫向與縱向創新為目標,將其迅速發展的部門與行業作為研究和發展的中心,吸引能源專家和研究人員,讓他們在其中工作,同時匯聚各類專家、研究人員和行業領導者。
全球範圍內,如果沒有政府的大力支援,氫生產將一直無法實現商業化。各國政府認識到了戰略規劃和投資的必要性,提供激勵措施、監管框架和基礎設施支援,推動氫能專案向前發展。與此同時,在創新和投資的驅動下,私營部門業的參與更加確保了氫技術的開發、推廣和與主流能源系統的整合。
基礎設施建設是氫能整合道路上的一個關鍵挑戰。為了能夠無障礙得將氫能作為主流能源應用,我們迫切需要一個強大的生產設施、儲存解決方案和運輸系統網路。此外,運輸基礎設施,包括管道和加氫站,是確保氫在各個領域的可及性和分佈的關鍵組成部分。
然而,氫的多功能性及其作為能源載體嵌入氨、甲醇等化學品和燃料,甚至汽油或煤油等合成碳迴圈燃料的能力,開闢了一條利用現有基礎設施的完整途徑。這種適應性縮短了實施時間,並提供了一種比建造全新的電力線路運輸可再生能源便宜得多的方法。
建立健全、透明的體系,認證氫的來源和環境足跡,與培養消費者信任和建立可持續市場有同等的重要性。當務之急是不再用以技術為導向的顏色分類系統來限定低碳氫的價值和影響。讓公眾瞭解低碳氫的潛力和影響對於技術的廣泛應用和吸引投資至關重要。
我們正站在氫能革命的風口浪尖,可持續發展的未來指日可待。氫能創新並不是一種需要無數技術專家去“發明未來”的正規化轉移,而是一種直接的技術進步,和太陽能技術一樣。氫能帶來的唯一的正規化轉移是它有可能重塑我們獲取和消費能源的方式。
Ben QueisserNEOM技術與創新部門負責人<p>