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在哈德良長(zhǎng)城以北幾英里的坎布里亞郡(Cumbria)偏遠(yuǎn)山區(qū)，三棟普通的聯(lián)排房屋并排而立，靜靜地讓人一瞥低碳的未來(lái)。這些房子故意在各方面都不引人注目，但有一點(diǎn)除外:它們是英國(guó)第一個(gè)使用清潔燃燒的混合氫的房子，是世界上最先進(jìn)的氫測(cè)試設(shè)施的一部分。
在這個(gè)5公頃的地點(diǎn)，工程師們正在測(cè)試氫氣是否可以安全地取代通過(guò)輸送管道和當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)輸送到英國(guó)家庭的化石燃料氣體，這是政府為實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)所做努力的一部分?！?9%的人不考慮他們的天然氣從哪里來(lái)，或如何到達(dá)那里，”安東尼·格林說(shuō)，他是國(guó)家電網(wǎng)的氫沙皇和未來(lái)電網(wǎng)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人。他的任務(wù)是創(chuàng)建一個(gè)逼真的英國(guó)天然氣系統(tǒng)的復(fù)制品，以測(cè)試自上世紀(jì)70年代以來(lái)，將天然氣從北海輸送到千家萬(wàn)戶的管道，在未來(lái)能否輸送低碳的氫。
為英國(guó)家庭供暖占了該國(guó)總排放量的15%，這意味著一個(gè)低碳的替代方案將對(duì)到2050年將排放減少到零至關(guān)重要。但是，這個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)也是理解氫氣如何運(yùn)輸?shù)街饕S和工業(yè)集群，以幫助解決污染工廠和發(fā)電廠排放的關(guān)鍵。
“我們?cè)谶^(guò)去幾年里建立的證據(jù)表明，我們可以做到這一點(diǎn)，”格林邊說(shuō)邊沿著一條巨大的天然氣管道走著?！拔臅?shū)工作做得很好。但你仍然需要證明?！?/span>
綠色被短暫的警報(bào)打斷，隨后是一聲巨響，一場(chǎng)可控的爆炸就在一兩英里外發(fā)生。氫氣測(cè)試基地位于該國(guó)最大的皇家空軍基地深處，那里偶爾會(huì)發(fā)生爆炸。他向我保證，在氫氣測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)有。不過(guò)，考慮到未來(lái)面臨的挑戰(zhàn)，它的選址是一種明智的預(yù)防措施。
利用英國(guó)現(xiàn)有的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)送氫氣并非易事。它比我們已經(jīng)學(xué)會(huì)在家里安全使用的傳統(tǒng)的富含甲烷的天然氣更易燃，而且它的分子更小，意味著它從管道泄漏或進(jìn)入家庭的可能性是化石天然氣的三倍。從有利的一面看，氫也更輕，這意味著它更有可能消散而不是聚集并產(chǎn)生燃燒威脅。
氫的未來(lái)需要艱苦的安全評(píng)估，但也需要大量的燃料。低碳?xì)溆袃煞N制備方法:一是利用碳捕集技術(shù)從化石氣體中提取藍(lán)色氫，捕獲釋放的氣候排放;綠色氫可以通過(guò)利用可再生電力將水分解成氫和氧來(lái)制造。
盡管藍(lán)氫被廣泛認(rèn)為是“低碳”的，但它并沒(méi)有贏得氣候活動(dòng)家的青睞。盡管使用了碳捕捉技術(shù)來(lái)捕獲這一過(guò)程中的排放，化石氣體中約10%至15%的二氧化碳仍會(huì)進(jìn)入大氣。它還需要持續(xù)的近海天然氣生產(chǎn)，這將帶來(lái)巨大的碳足跡。
許多人更傾向于關(guān)注綠色氫，盡管仍存在一些問(wèn)題，比如它多久能在減排方面發(fā)揮重要作用，以及是否有足夠的可再生能源來(lái)推動(dòng)氫的繁榮，以及家庭和交通的電氣化。
在坎布里亞郡的“從海灘到鍋爐”測(cè)試設(shè)施中，格林利用廢棄的天然氣管道和閥門來(lái)創(chuàng)建一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。這些管道既有分布在海岸和全國(guó)各地的巨型天然氣進(jìn)口管道，也有縱橫交錯(cuò)在當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的較小的管道網(wǎng)絡(luò)，在抵達(dá)Hystreet精心建造的測(cè)試房屋之前，總長(zhǎng)度約為1公里。
工程師們先測(cè)試含有2%氫氣的混合氣體，然后再制造20%氫氣，然后讓純氫氣通過(guò)管道以評(píng)估其安全性?！拔覀兘?jīng)常接到來(lái)自世界各地的電話，詢問(wèn)我們?cè)谶@里做什么，以及我們是如何做的，”格林補(bǔ)充道。
在Hystreet，每個(gè)兩層的住宅使用了略微不同的布局和建筑類型，以代表英國(guó)各地的典型住宅。在室內(nèi)傳感器監(jiān)測(cè)氣體濃度的同時(shí)，它們被允許慢慢地充滿氫氣。當(dāng)達(dá)到安全極限時(shí)，門和窗戶上的自動(dòng)鉸鏈會(huì)打開(kāi)，讓氣體逸出。格林開(kāi)玩笑說(shuō):“但我們沒(méi)有爆炸?！?/span>
里面的電器看起來(lái)平平無(wú)奇:一個(gè)看似標(biāo)準(zhǔn)的煤氣灶，一個(gè)不起眼的鍋爐。
當(dāng)它燃燒時(shí)，在白天很難看到它，所以滾刀有一個(gè)調(diào)整，產(chǎn)生可見(jiàn)的火焰，類似于氣體，但顏色更紅一點(diǎn)
和天然氣一樣，氫是無(wú)味的，所以會(huì)添加相同的獨(dú)特氣味，以幫助人們迅速發(fā)現(xiàn)泄漏。當(dāng)它燃燒時(shí)，在白天很難看到，所以滾刀有一個(gè)調(diào)整，產(chǎn)生可見(jiàn)的火焰，類似于傳統(tǒng)燃?xì)鉂L刀，但顏色更紅。
“我想人們期待的是更多的東西，或者是不同的東西，”當(dāng)我們朝鍋爐的櫥柜里望去時(shí)，格林說(shuō)?！暗@就是重點(diǎn)，真的。使用氫氣和使用天然氣沒(méi)有什么不同?！?/span>
盡管如此，還是有很多人寧愿家庭根本不用氫燃料。對(duì)持懷疑態(tài)度的人來(lái)說(shuō)，在供暖和烹飪可以使用低碳電力系統(tǒng)的情況下，徹底檢修英國(guó)4000英里的地下天然氣管道的挑戰(zhàn)過(guò)于昂貴。
辯論中的對(duì)立派別沿著可預(yù)見(jiàn)的行業(yè)路線運(yùn)行。國(guó)家電網(wǎng)和其他運(yùn)營(yíng)傳統(tǒng)天然氣基礎(chǔ)設(shè)施或天然氣生產(chǎn)項(xiàng)目的公司傾向于使用家用氫，以延長(zhǎng)現(xiàn)有資產(chǎn)的壽命。投資低碳發(fā)電的能源公司傾向于將電熱泵作為低碳住宅的未來(lái)。
上周，政府批準(zhǔn)了價(jià)值5000英鎊的撥款，用于幫助家庭升級(jí)熱泵，并表示，在2026年做出家用氫燃料的決定之前，氫燃料試驗(yàn)需要繼續(xù)進(jìn)行。
可再生能源主要投資者和家庭能源供應(yīng)商蘇格蘭電力(Scottish Power)的首席執(zhí)行官基思?安德森(Keith Anderson)表示:“這永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生。這是行不通的。重新設(shè)計(jì)所有基礎(chǔ)設(shè)施、重新設(shè)計(jì)所有鍋爐的成本，以及將氫氣從可再生資源轉(zhuǎn)化為家庭取暖產(chǎn)品的低效，都是行不通的?！?/span>
他的公司仍然對(duì)綠色氫氣充滿熱情，但目光已經(jīng)遠(yuǎn)離了家庭。安德森說(shuō):“我們將繼續(xù)把重點(diǎn)放在交通用氫和工業(yè)用氫上，這很難實(shí)現(xiàn)電氣化，因?yàn)槲覀冋J(rèn)為這才是最大的不同?！?/span>
無(wú)論未來(lái)英國(guó)的氫能源雄心如何實(shí)現(xiàn)，坎布里亞郡的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)將在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。
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