氢——世界上最古老、最简单、最丰富的元素,多年来一直作为替代载体漂浮在能源领域。然而,由于其高生产和存储成本,它一直被认为是一个利基解决方案,几乎没有创新的动力。
我们不能忘记,能源危机是在极端气候事件日益增多的背景下发生的,自2008年以来,平均每年有2250万人流离失所1.超过70个国家已经制定了净零目标,这意味着脱碳不能从我们的议程中溜走3..清洁氢——无论是用可再生电力电解产生的,还是用碳捕获和储存的天然气改造产生的——对于电气化不可行或成本太高的行业(如长途运输和工业)的脱碳尤其重要。
随着许多国家的天然气价格飙升(如在英国,天然气价格比十年平均价格高出十倍)2)在美国,创新和降低成本的理由已经成熟。能源危机的影响将不仅仅局限于家庭账单的上涨,因为钢铁企业、化工厂和制造商都感受到了能源价格上涨的影响。当通过电解或生物质气化生产时,氢提供了一种不受全球化石燃料市场支配的国产替代品。因此,对于陷入困境的行业来说,这是一个越来越可行的选择。
虽然氢的安全性和环境效益被广泛认可,但它对未来能源系统的贡献却鲜为人知。以可变可再生能源为主导的系统需要更高水平的灵活性、能量存储、可再生能源集成和系统弹性。氢可以提供所有这些:
- 灵活性-当发电量超过需求时,通过将可再生能源连接到电解槽,可以生产氢气以应对这些变化的发电/消费模式。
- 能量储存电子很难长时间储存。通过将电力转换为氢气,可以在夏季可再生能源发电高峰时捕获能源,并储存起来以备冬季使用。
- 系统的弹性-氢可以用来为电力高峰发电厂提供燃料,在需求旺盛的时期使用。
- 可再生能源集成-通过将可再生能源转化为氢,它创造了一种选择,将可再生能源以分子而不是电子的形式输入能源系统。这可以克服电网限制和传输损失。
由于氢作为一种能源载体的多功能性,它可以帮助解决这一三管齐下的挑战——能源安全、脱碳和能源系统弹性。然而,这并不是一颗银弹。研究表明,氢是一种间接温室气体,虽然在使用时不会排放二氧化碳,但会与大气中的温室气体发生反应,增加其全球变暖的潜力4.
在生产、储存和分配过程中,任何氢气泄漏到大气中都会导致间接的全球变暖。因此,我们必须谨慎行事,通过有针对性的创新解决氢的高成本和部署障碍,以确保它以最佳方式融入我们的能源系统。
在氢气洞察系列的第二部分中,我们将探讨其部署的障碍——技术、监管和经济。只有通过分析和解决这些障碍,我们才能实现氢的潜力。
- 国家地理,“气候变化对极端环境事件的影响”,2022年。气候变化对极端环境事件的影响|国家地理学会
- ICE欧洲期货,“英国天然气期货”。英国天然气期货| ICE
- 联合国,“为了宜居的气候:净零承诺必须得到可信行动的支持”。净零联盟|联合国。
- 弗雷泽-纳什咨询公司,“未来氢经济中的逃逸氢排放”,商业、能源和工业战略部,2022年。未来氢经济中的游离氢排放- GOV.UK (www.gov.uk)