氢——世界上最古老、最简单、储量最丰富的元素,多年来一直作为替代载体漂浮在能源领域。然而,由于其高的生产和存储成本,它一直被认为是一个利基解决方案,缺乏创新的动力。我们不能忘记,能源危机是在日益极端的气候事件的背景下发生的,自2008年以来,平均每年有2250万人流离失所1.
超过70个国家制定了净零目标,这意味着去碳不能从我们的议程中消失3..清洁氢——无论是通过使用可再生电力的电解生产,还是通过碳捕获和储存的天然气改造生产——对于电气化不可行或成本过高的脱碳部门,如长途运输和工业,将尤为关键。
随着许多国家天然气价格的飙升(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,因为钢铁制造商、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本土替代能源。因此,它正成为困难部门日益可行的选择。
虽然氢在安全和环境方面的好处得到了广泛认可,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的系统需要更高水平的灵活性、能量储存、可再生能源集成和系统弹性。氢能提供所有这些:
- 灵活性-通过在发电量超过需求的时期将可再生能源与电解设备连接,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。通过将电能转化为氢气,可以在夏季可再生能源发电量达到峰值时捕获能量,并储存起来以备冬季使用。
- 系统的弹性-氢可以用于高峰发电厂的燃料,在高需求时期使用。
- 可再生能源集成-通过将可再生能源转化为氢,它创造了将可再生能源以分子而不是电子的形式输入能源系统的选择。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用途性,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,它并不是万能的。研究表明,氢是一种间接的温室气体,尽管在使用时不排放二氧化碳,但它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将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来解决氢的高成本和使用障碍,以确保它以最好的方式融入我们的能源系统。
在氢气洞察系列的第二部分中,我们将探讨部署氢气的障碍——技术、监管和经济。只有分析和解决这些障碍,我们才能认识到氢的潜力。
- 《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期货欧洲,“英国天然气期货”。英国天然气期货
- 联合国,“为了一个宜居的气候:净零承诺必须有可信的行动作为支持”。零净联盟联合国。
- 弗雷泽-纳什咨询公司,“未来氢经济中的无踪氢排放”,商业、能源和工业战略部,2022年。未来氢经济中的无固定氢排放- GOV.UK (www.gov.uk)