如果世界要履行《巴黎协定》的义务,解决公路、铁路、航空和海洋运输的排放问题至关重要。
在过去的专题中,我们已经写过氢的潜力、生产规模和实现这一潜力所需的技术。现在我们关注的是氢气可以发挥重要作用的一个领域。
如果世界要履行《巴黎协定》的义务,解决公路、铁路、航空和海洋运输的排放问题至关重要。
在通过可再生能源发电实现脱碳方面,许多国家已经取得了重大进展。然而,这些努力只是我们集体脱碳努力的最初步骤。交通运输部门是实现脱碳目标的最大挑战之一,部分原因在于其固有的存储能源以供其他时间或地点使用的需求。
仅在英国,2018年交通运输就占了二氧化碳当量排放总量的33%,达到121吨二氧化碳当量,几乎是发电站为能源供应而排放的两倍[1].英国运输部门的脱碳进展停滞不前,仅道路运输的排放量就超过了1990年的水平[2].
氢是解决方案吗?
氢可能为运输行业提供一条通过大规模技术扩张实现脱碳的途径。如果是通过可再生能源供电的电解生产,碳捕获的甲烷蒸汽改造,或生物质蒸汽改造在美国,氢可以用作无碳运输燃料。当通过氢燃料电池使用时,它提供了多种运输方式的机会,唯一的副产品是热量和水蒸气。这为避免影响全球数百万人健康的当地空气污染带来了巨大的额外好处。
氢气在环境条件下是一种扩散气体,必须被压缩,以尽量减少车辆上所需的存储容量。它具有令人印象深刻的能量密度,是柴油等碳氢化合物燃料的三倍,正是这种能量密度吸引了支持者,尤其适合重型和远程运输应用,如重型货车、火车、轮船和飞机。此外,加氢速度比充电快15倍左右,4个氢气分配器可以完成60个快速充电站的工作[3].
除了将氢视为一种燃料来源之外,氢基燃料也可以像生物燃料一样被制造和使用。
一个可持续的混合燃料的未来
交通脱碳工作的重点是通过汽车、公共汽车、飞机、火车和船只等纯电动汽车(bev)实现电气化。此外,铁路和火车线路是通过架空线路持续供电的。
当然,电动汽车的环保程度,只能与驱动电动汽车的电力来源以及汽车制造过程中的碳排放强度相匹配。其他挑战还包括充电时间长、续航里程有限、能量密度差、自放电和退化问题、材料费用和重量损失。随着技术的进步,这些挑战正在被克服,但主要是针对更小、更轻的车辆,而大型车辆和/或远程应用则较少。这就是氢可能发挥关键作用的地方。
生物甲烷、乙醇和生物柴油等生物燃料也有机会提供适合运输应用的能源储存。尽管液体生物燃料在应用方面可以提供现有碳氢燃料的许多优势,并解决电池电动汽车的许多限制,但由于供应限制和社会环境问题,将其作为运输燃料的应用一直很缓慢。
交通运输部门的脱碳将如何展开,将是技术的技术适用性和最终决定消费者燃料价格的经济之间的复杂相互作用。很可能没有一种绿色技术会在交通领域占据主导地位。可以预见的是,一个技术生态系统也将与其他能源部门相结合,随着能源转型步伐的加快,氢和氢基燃料将发挥至关重要的作用。亚搏官网app登录入口