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拨款470亿研发氢!被世界各国押注的氢能源,真的能解决地球能源危机吗?

发布日期: 2022-05-16 14:15:04     所属频道:行业新闻    浏览量: 173

       深圳举办了海洋经济博览会,展示了波浪能研究和生产的最新进展,并解决了使用氢作为清洁能源的潜在来源的问题。而在上届G20可持续发展峰会上,欧洲、中国和美国同意共同协调努力,通过来自空气、太阳和海洋的可再生能源在能源生产中减少化石燃料的使用,实现地球逐步“脱碳”的目标。

G20发展峰会

       氢是宇宙中最丰富的化学元素。然而,它在自然界中不能以纯气态形式存在,只有与其他元素结合才能“存活”,例如水中的氧(两个氢和一个氧原子,H2O)和甲烷(一个碳和四个氢原子,CH4)。
一旦氢与水和气体中的伴生元素分离,它有什么用?
      答案很简单:它是一种轻质气体,比空气轻,没有毒性,如果提取和储存得当,可以为房屋供暖以及为汽车、火车、飞机和所有其他交通工具提供能源,并且有可能取代目前所有的不可再生能源,如煤或石油,为所有工业生产过程提供清洁能源。

       然而,从氧和碳中分离氢并不是一个简单、低成本的过程:首先,它从甲烷中提取,以获得所谓的“灰氢”,这个过程需要大量的传统能源,也带来了温室气体和污染。此外,为了生产“干净”的氢气,必须通过电解将水与氧气分离,从而从水中提取所谓的“绿色氢气”。然而,电解有一个重大缺点,那就是它需要大量的电力才能工作,简单来说就是,为了从氢气中生产清洁能源,我们在提取氢的过程中就消耗大量电力和同样高的二氧化碳排放。
       这种悖论阻碍了氢气的工业化生产,直到利用风能、太阳能或海洋能等可再生能源创建“绿色”氢气生产循环的想法开始出现。都灵理工大学——在ENI、CDP、Fincantieri和Terna的支持下——开发了一种尖端技术,用于从波浪运动中产生能量。

▲由意大利都灵理工大学开发的ISWEC

       这就是惯性海浪能量转换器(ISWEC),这是一台安装在15米长船体中的机器,得益于陀螺仪和传感器系统,它每年能够产生250兆瓦的“绿色”能源,占用海洋面积仅150平方米,对生态系统没有任何负面影响。通过使用这个特殊的过程,创造了一个良性和非常简单的循环:从海水中提取氢,波浪运动和海流产生的能量被用来产生水电解所需的能量。
       氢是一种几乎取之不尽的可再生能源,其工业规模的生产可以一劳永逸地解决发展与环境之间的“辩证关系”。去年夏天,欧盟已经计划初步实施“绿色协议”,投资4700亿欧元建立“氢能战略”项目,旨在创造条件,使所有欧洲伙伴通过电解能够生产“绿色”氢,预计2024年底,就可实现年产气态氢至少100万吨,广泛使用单机功率100兆瓦的电解设备。

    

▲未来的氢能源

      如上所述,正如意大利生态转型部部长罗伯托.辛戈拉尼所说,意大利的“复苏计划”设想拨款470亿欧元用于可再生能源的研发,尤其是“绿色”能源生产领域。不止意大利其他欧洲国家也在押注氢能的未来,氢能已成为各国深入研究的课题,新能源正在顽强地应对当前地球面临的困难局面。
      据美国能源部调查显示,近年来,全球工业化国家纷纷投资开发氢能,每年以20.5%的速度增长,西班牙已经从其国家预算中拨出15亿欧元用于未来两年的“国家制氢计划”。我国在这方面也不甘落后,因为能源发展战略的重点是国民经济的战略发展,中国化石能源的可采储量很少:煤炭1145亿吨,石油38亿吨,天然气1.37万亿吨立方米,分别占世界储量的11.6%、2.6%和0.9%。

▲清洁能源对我国发展至关重要

       中国人口众多,人均资源不足。人均煤炭可采储量仅为世界平均水平的一半,石油仅为十分之一左右。人均能源消费明显滞后,交通能源回收也是如此。与此同时,汽车尾气已成为空气污染,尤其是城市空气污染的最主要因素。因此,追求新的清洁能源对中国的可持续发展具有特别重要的意义。
       在最近的五年计划中,科技部将燃料电池汽车及相关技术的研发列入国家建设科技计划。早在2002年1月,中国科学院启动了科技创新战略行动计划重大项目,专注于大功率质子交换膜燃料电池发动机和氢能技术。化学物理研究所和中科院主要依托科技部国家高技术发展计划(863计划)电动汽车重大专项。75KW、150KW燃料电池发动机和氢动力的研发在具有自主知识产权的技术领域取得进展。,这种世界领先的技术将帮助中国尽快进入氢能时代。

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