
目前氫能源被很多人看作21世紀的終極能源,因為它燃燒熱值高、清潔無污染等優點,其燃燒值據了解僅次于核燃料,并且是汽油的3倍之多。那為什么說氫能是較理想的清潔二次能源呢?
什么是二次能源?
首先一次能源是直接在自然界取得的沒有經過任何加工的的能源和資源,包括原煤、原油、天然氣、太陽能、水力等;二次能源和一次能源區別在于它不是直接取自自然界的,而是有一次能源加工后轉換得到的,因此從某種嚴格意義上來說,它并不能被稱為“能源”,而應該成為“二次能”。一次能源無論被經過幾次轉換所得到的另外一種能源都被稱為二次能源,其比一次能源更有效、更清潔也更方便。
為什么說氫是理想的二次能源?
氫是通過利用其它能源通過一定的方法進行制取的,與可以直接開采的煤炭、石油、天然氣等能源不同,所以從這一點上來看,氫是二次能源。
1、從環境上來說
8月9日世界上最大的氣候變化報告中強調了加快氫吸收的必要性,加速采用氫的需求從未如此強烈。自然科學基金會發出了一個警告:在未來20年全球變暖水平可能會比工業化前上升1.5℃以上,而氫則是對抗全球變暖的潛在指示。中國科協主席萬鋼說,如果說風電、光伏發電是當前新能源行業的主導力量,氫能源就是能源領域的未來之星。氫能將成為改變傳統能源的終極目標,發展氫能產業是人類能源結構調整和產業結構轉型的必由之路。
2、從制備上來說
氫元素在地球上主要以化合物的形式存在在水和化石燃料中,根據生產來源和生產過程中的排放情況不同將其命名為灰氫、藍氫和綠氫。
灰氫是通過燃燒化石燃料比如煤炭、石油、天然氣等制取,在此過程中會產生二氧化碳,也是目前全球產量最高的氫氣,但是會存在污染,與碳中和、碳達峰的目標背道而馳,所以在未來會減少灰氫的生產;
藍氫是將天然氣通過重整蒸汽甲烷、自熱蒸汽重整制成,雖然在此過程中也會產生溫室氣體,但是由于使用碳捕捉、利用等先進的技術來捕獲溫室氣體,從而實現低排放生產,但是最近由康奈爾大學和斯坦福大學的研究人員進行的研究表明,由天然氣制成的氫氣比直接燃燒天然氣更臟,其碳足跡必然上柴油取暖高出60%之多。在開采天然氣的過程中有3.5%攜帶甲烷的天然氣會泄漏到大氣中,而甲烷對溫室效應的影響是二氧化碳影響的86倍。所以在這種情況下,藍氫是轉型中的一部分而綠氫才可能是未來研究的主要方向;
綠氫是通過使用太陽能、風能等可再生能源制造的氫氣,在這個過程中,碳排放量可以凈零。目前的應用主要就是在電解水制氫,但是最近發表在《材料化學雜志A》中韓國國立蔚山科學技術院教授團隊又一項新發現,將液態氨轉化為氫氣,其將液態氨電解并成功量產了純度接近100%的綠氫,并且此方法比電解水制氫產生氫氣節省3倍以上的電力。世界各國目前都在強調綠氫對于改善全球氣候環境的重要性,綠氫是目前世界各國重要的研究方向,所以從嚴格意義來說綠氫才是較理想的清潔二次能源。
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