考虑使用氢作为未来的关键能源提供者

在当今世界的能源转化范式中，氢正在进攻。正如当前的全球政治和经济计划所看到的，该计划支持到2030年，该计划支持碳中立性，并迅速过渡到清洁能源，对氢生产的期望不断增加和广泛的期望，如《杂志》能源转换和管理。

学习：氢在21世纪能量过渡中的作用的观点。能源转换和管理。图片来源：音频和werbung/shutterstock.com

绿色氢具有为未来可再生能源电网带来正循环的能力，因为它可能会提供急需的适应能力，同时充当不可拨打的可再生能源输出的缓冲液。实际上，可再生和常规发电厂的盈余能量可以以氢的形式存储。

氢吸引力

氢在其未来在全球能源状况中的重要地位方面正在发生显着的显着转变。氢的吸引力源于它是无碳燃料的事实。这意味着，当消耗氢以产生热，电或两者两者时，仍然没有二氧化碳排放。研究人员和专业人士对氢的兴趣越来越多，作为加速脱碳的一种手段。

氢可以用来替代传统的化石燃料并切割碳排放，尤其是在难以降低的行业（例如水泥农场，铁和钢生产）。此外，氢为与可再生能源供应相关的时间存储问题提供了解决方案，该问题在夏季达到顶峰，而消费在冬季达到顶峰。

尽管具有技术潜力，但目前氢气的成本高昂。可再生能源产生的电力成本迅速降低，以及国家的大量支出引发了人们的兴趣寻找新的方法来生产低成本，低碳氢。

氢产生

因为目前，所有氢的96％是由化石能量（通过煤炭燃烧的棕色氢以及沼气中的灰氢）以及剩余的电解，低碳水制造的其余，尤其是从可再生源产生的绿色氢，是关键的，是关键的。达到这些目标。实际上，目前，蒸汽甲烷改革或SMR负责氢生产的主要部分。

尽管这项技术被广泛使用，但新的研究揭示了旨在提高流程效率的新颖性。绿色氢产生有可能为基于可再生的电网产生良性循环，因为氢可能具有急需的基于可再生能源网格的灵活性。

创建相当多的清洁氢（通常称为绿色氢）的能力是实现这一目标的第一步也是最重要的一步。尽管氢不是主要的能源，但可以通过多种方法产生，每种方法都以不同的颜色区分。

绿色氢是由可再生能力通过电解产生的。棕色氢是由用蒸气燃料燃烧产生的。可以用标准化石燃料（例如天然气）生产灰氢，并用甲烷产生的氢含量捕获碳和固相的甲烷被认为是甲烷氢（CCS-碳捕获和储存），称为蓝色氢。

碱性电解和生物质

尽管碱性电解是迄今为止最发达且经常销售的方法，但与其他技术相比，它具有许多缺点，包括较低的气体纯度，较低的工作压力和更大的能量使用。

考虑到氢驱动火车的潜力

由于工作压力低，因此对于下游应用是必要的额外氢压缩。研究人员和科学家正在研究绩效的许多要素，以增强它。与碱程序相比，聚合物交换膜（PEM）系统允许更大的工作压力。

此外，他们的关键特征是它对各种工作环境的适应性。这使得将这些系统连接到可再生能源变得更加容易。

Prenzlau设施（德国）于2011年推出，是电解技术与风能生产工厂配对的应用。三个风力涡轮机（每个2.3兆瓦）立即与600 kW碱性电解液相连，能够产生120 nm³/h氢。

Linz电解厂是先进制造电解设施（奥地利）的另一种情况。该设施由欧盟根据H2Future项目资助，旨在研究电解室的网络平衡能力，并通过可再生能源为其完全供电。

此外，该设施是在钢铁行业附近开发的，其目的是降低钢铁生产的依赖化石燃料。该工厂的容量为6兆瓦，产生1200 nm³氢的 /h

气化方法也可用于从生物质资源中产生氢。实际上，生物质气化是一种使用氧气和/或蒸汽的过程，在700摄氏度以上的温度下，有效地将生物量转化为合成气。

如果与碳捕获和储存技术配对，则从生物质气化产生氢可能是碳负的。到2050年，据估计，该技术的应用可能导致约4500万吨的CO减少₂。

参考

Capurrso，T。等。（2021）。氢在21世纪能量过渡中的作用的观点。能源转换和管理。https://www.欧洲杯线上买球sciendirect.com/science/article/pii/s0196890421010748?via%3dihub

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