氫氣和低碳氫
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氫氣和低碳氫

綠色或脫碳氫化合物:與灰色氫相比有何變化

分類為再生能源與化石燃料

隨著世界各國努力減少污染排放,人們正在仔細研究不同形式能源的使用,特別是透過再生能源(水力、風能和太陽能),但不僅如此。

因此,氫通常被認為是一種具有光明前景的可再生能源,原因如下:相對於汽油的燃料效率、資源豐富和缺乏污染排放。 隨著其運輸的管道網路開始發展(全球有 4500 公里的專用管道),它也被視為一種能源儲存解決方案。 這就是為什麼它經常被視為明天的燃料。 此外,歐洲也大力投資,法國和德國分別推出了耗資7億歐元和9億歐元支持氫能發展的計畫。

然而,氫遠非未知。 如果說目前還沒有大規模使用作為電動車燃料電池的燃料,那麼它在工業領域的應用已經很廣泛了。 它甚至是燃料精煉或脫硫等某些操作的關鍵要素。 它也適用於冶金、農業綜合企業、化學……僅在法國,每年生產和消耗 922 噸氫氣,全球產量為 000 萬噸。

歷史上污染極為嚴重的氫氣生產

但現在的情況遠非田園詩般。 因為如果氫不污染環境,它就是一種在自然界中未發現的元素,即使已經發現了幾種稀有的天然來源。 因此,它需要特定的生產,該過程污染嚴重,因為它排放大量二氧化碳,並且 2% 的情況都基於化石燃料。

如今,幾乎所有的氫氣生產都是基於天然氣(甲烷)的蒸發、石油的部分氧化或木炭的氣化。 無論如何,生產一公斤氫氣會產生約 10 公斤二氧化碳。 在環境方面,我們將會回歸,因為全球氫氣生產水準(2萬噸)相當於所有航空運輸產生的二氧化碳排放量!

電解生產

那麼,如果氫氣只能取代上游的污染,那它怎麼可能對空氣污染有好處呢?

還有另一種生產氫氣的方法:電解。 基於化石能源的生產稱為灰氫,而基於水電解的生產則生產低碳或低碳氫。

顧名思義,這種生產過程在生產氫氣的同時限制了其碳足跡,這意味著不使用化石能源並且二氧化碳排放量很少。 這裡的過程只需要水 (H2O) 和電,使二氫物質 (H2) 和氧氣 (O) 解離。

同樣,只有當為其生產提供動力的電力也「碳化」時,電解產生的氫氣才是「低碳」的。

目前,根據來源和研究,透過電解生產氫氣的成本也高得多,大約是汽化生產氫氣的兩到四倍。

氫電池的工作

明天汽車的燃料?

法國和德國的發展計畫正在推廣這種無碳氫化合物。 最初,這種氫應該能夠滿足工業需求,並提供高流動性的替代方案,而電池無法取代高流動性。 這適用於鐵路運輸、卡車、河流和海上運輸甚至航空運輸……即使在太陽能飛機方面取得了進展。

必須指出的是,與內燃機一樣,氫燃料電池可以在幾分鐘內為電動馬達提供動力,或在幾分鐘內以更大的自主性為相關電池充電,但不會排放二氧化碳或顆粒物,僅排放水蒸氣。 但同樣,由於生產成本高於精煉汽油和引擎的成本,而後者目前要貴得多,因此氫燃料電池預計短期內不會快速增長,儘管氫能委員會估計,這種燃料可以為燃料電池提供動力。未來十年將有 2 至 10 萬輛汽車。

氫氣系統

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