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在過去的兩年里，我們生活各個(gè)方面的脫碳?jí)毫υ絹碓酱?。有多種選擇，但根據(jù)國際能源署（IEA）的說法，開發(fā)氫對(duì)可持續(xù)能源系統(tǒng)的巨大潛在貢獻(xiàn)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。
歐洲和亞洲的許多國家抓住了大流行后經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇計(jì)劃的機(jī)會(huì)，推出了雄心勃勃的氫戰(zhàn)略。烏克蘭的持續(xù)沖突也凸顯了全球能源供應(yīng)和依賴俄羅斯天然氣的風(fēng)險(xiǎn)。
法國最近宣布了一項(xiàng)70億€的一攬子計(jì)劃，以建立無碳?xì)洚a(chǎn)業(yè)。德國出臺(tái)了一個(gè)類似的90億€的計(jì)劃，隨著德國對(duì)俄羅斯天然氣的依賴受到威脅，這一計(jì)劃進(jìn)一步加強(qiáng)。今年7月，歐盟委員會(huì)表示，它正在尋求將電解槽的產(chǎn)能從目前的250兆瓦提高到2030年的40千兆瓦。英國、澳大利亞和亞洲國家也發(fā)布了類似的策略。這些只是最近的一些公告，但它們顯示了對(duì)該部門進(jìn)行大規(guī)模公共投資的明顯趨勢。
將綠色氫的價(jià)格降低到理想水平是一個(gè)挑戰(zhàn)——主要是因?yàn)橐?guī)模經(jīng)濟(jì)和可再生能源成本的下降——目前只有少數(shù)技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。歐盟委員會(huì)宣布，到2030年，綠色氫的目標(biāo)價(jià)格為1-2€/千克，這將使其與灰色氫（目前約為1.5€/千克）具有競爭力。澳大利亞也有一個(gè)類似的名為“H2 2”的計(jì)劃，旨在將綠色氫的成本降低到每公斤2澳元（1.40美元）以下。
儲(chǔ)氫挑戰(zhàn)
然而，燃料面臨的主要挑戰(zhàn)是儲(chǔ)存和運(yùn)輸。氫存儲(chǔ)是一項(xiàng)關(guān)鍵的使能技術(shù)，用于推進(jìn)氫和燃料電池技術(shù)在固定電源、便攜式電源和運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的應(yīng)用。在所有燃料中，氫的單位質(zhì)量能量最高；然而，其低環(huán)境溫度密度導(dǎo)致低單位體積能量，需要開發(fā)具有更高能量密度潛力的先進(jìn)存儲(chǔ)方法。
氫可以以氣體或液體的形式儲(chǔ)存。以氣體形式儲(chǔ)存氫氣通常需要高壓儲(chǔ)罐（儲(chǔ)罐壓力為350–700 bar[5000–10000 psi])。以液態(tài)形式儲(chǔ)存氫需要低溫，因?yàn)闅湓谝粋€(gè)大氣壓下的沸點(diǎn)為252.8°c。氫也可以儲(chǔ)存在固體表面（通過吸附）或固體內(nèi)部（通過吸收）。
高密度儲(chǔ)氫對(duì)于固定式和便攜式應(yīng)用來說是一個(gè)挑戰(zhàn)，對(duì)于運(yùn)輸應(yīng)用來說仍然是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。目前可用的存儲(chǔ)選擇通常需要以氣態(tài)形式存儲(chǔ)氫的大容量系統(tǒng)。對(duì)于固定式應(yīng)用來說，這不是什么大問題，因?yàn)閴嚎s氣體罐的占地面積可能不太重要。
在LOHC中處理氫氣
一個(gè)被忽視的解決方案是液態(tài)有機(jī)氫載體（LOHC )，這是H2－工業(yè)。H2-Industries開發(fā)了創(chuàng)新、有效、環(huán)保的LOHC儲(chǔ)能解決方案。該公司由企業(yè)家Michael Stusch于2010年創(chuàng)立，總部位于紐約，研發(fā)和生產(chǎn)位于漢堡。
LOHC是可以通過化學(xué)反應(yīng)吸收和釋放氫的有機(jī)化合物。因此，它們可以用作氫的儲(chǔ)存介質(zhì)。原則上，每一種不飽和化合物（具有碳碳雙鍵或三鍵的有機(jī)分子）在氫化過程中都可以吸收氫。吸熱脫氫接著氫氣純化的順序被認(rèn)為是主要缺點(diǎn)，限制了儲(chǔ)存循環(huán)的總效率。一個(gè)m LOHC可以安全儲(chǔ)存57 kg H2。
這個(gè)過程的開始是利用可再生電力通過電解從水中產(chǎn)生氫氣。在這個(gè)過程中，氫以化學(xué)方式結(jié)合在一種專有的液體LOHC中，這種液體可以安全地?cái)y帶氫，并可以用于在可擴(kuò)展的緊湊型存儲(chǔ)系統(tǒng)中安全地存儲(chǔ)能量，這種存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境友好（無排放），并且具有幾乎無限的存儲(chǔ)容量。
與目前的做法相反，通過化學(xué)鍵合氫，它也可以在正常條件下儲(chǔ)存。這使得氫氣處理不僅更安全，而且更便宜。有了LOHC，揮發(fā)性氫氣不再需要以高成本和高能耗的方式冷卻或壓縮，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸。有了LOHC，我們可以補(bǔ)償發(fā)電和能源需求之間的時(shí)間波動(dòng)和局部差異。
這使得氫易于運(yùn)輸。例如，從德國北部，那里可以利用風(fēng)能生產(chǎn)氫氣，到南部，那里的氫氣可以幫助減少一氧化碳2煉油廠的排放。在交通運(yùn)輸和能源密集型行業(yè)中還有許多其他的使用案例。
利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施
LOHC可以使用現(xiàn)有的柴油基礎(chǔ)設(shè)施，安全地長期儲(chǔ)存氫氣而不會(huì)損失。使用不易燃和無毒的載體材料，如BT，9 LOHC可以使用現(xiàn)有的工業(yè)規(guī)模的柴油基礎(chǔ)設(shè)施，無需任何額外的安全法規(guī)。LOHC的主要缺點(diǎn)是脫氫過程的新穎性，這需要大量的熱量來從載體中釋放氫，并且與LH相比，氫承載能力有限2和NH3。使用比其他運(yùn)輸公司所需的更便宜的儲(chǔ)罐的能力在一定程度上比這些問題更重要。這使得氫氣處理不僅更安全，而且更便宜。
H的技術(shù)2-Industries為LOHC開發(fā)的，可進(jìn)行修改以適用于其他氫載體，如正在研究和開發(fā)的甲基環(huán)己烷（MCH）和氨。作為使用LOHC存儲(chǔ)和傳輸H2，H2－工業(yè)還可以利用氫和捕獲的一氧化碳制造低成本、碳中性的合成柴油（eDiesel）或可持續(xù)航空燃料（SAF)2，取決于國際市場對(duì)相同產(chǎn)品的需求。
還會(huì)有更多
H2-Industries還將其他綠色氫產(chǎn)品商業(yè)化，以滿足終端用戶的商業(yè)需求，應(yīng)用范圍包括從燃煤發(fā)電廠到氫發(fā)電廠的轉(zhuǎn)變，以及鋼鐵、水泥和玻璃生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，使其成為一種可再生能源2使用H釋放2－工業(yè)技術(shù)和綠色氫。
隨著能源轉(zhuǎn)型加速，最近發(fā)生的事件已經(jīng)永遠(yuǎn)改變了全球能源格局?？梢岳斫獾氖?，對(duì)于應(yīng)對(duì)行業(yè)目前面臨的新現(xiàn)實(shí)和挑戰(zhàn)的策略，已經(jīng)進(jìn)行了許多討論。隨著我們從化石燃料過渡到可再生能源，氫無疑將在這一發(fā)展中發(fā)揮重要作用。
