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氢:一个新的市场正在形成

当工业部门需要走向绿色时,氢将成为化石燃料的首选替代品. 在交通运输方面,电池动力适用于乘用电动汽车,但适用于船舶和卡车 are to be electrified, 对于长途运输来说,氢燃料是更好的选择.

Bjørn Holsen
Bjørn Holsen
高级副总裁

Bjørn Holsen领导Statkraft新能源解决方案业务领域的氢气部门.

Statkraft的目标是到2030年生产2吉瓦的绿色氢. 该公司打算通过在工业运营和重型运输中增加氢的使用来实现这一目标, 但也将研究氢的储存可能性. 

Bjørn Holsen, 谁是十大最好的网赌平台氢能部门的高级副总裁, 解释了为什么Statkraft进入氢能源行业:

“可再生能源和电池不能单独解决气候危机. 十大靠谱网赌还需要绿色氢,而且需要大量的氢. Statkraft正在几个国家加大力度提供所需的绿色氢, 帮助各国政府达成巴黎协议.”

氢罐计量仪
(照片:在上面)

绿色或蓝色氢?

尽管氢是宇宙中最常见的元素,但它在地球上并不是自由存在的. 如果十大靠谱网赌需要氢, 十大靠谱网赌必须自己生产, 要么通过电解水,要么通过从煤或天然气等化石燃料中分离水.

氢气燃烧时不会产生温室气体, 但是生产它的方法可以决定它的环保程度.

“今天,氢通常是从化石燃料中产生的, 主要是因为这是最便宜的方法. The drawback is that it not only produces hydrogen; it also leaves you with CO2,一些甲烷会在这个过程中逸出. 如果要使这种方法更具可持续性, 十大靠谱网赌需要将制氢与碳捕获和碳储存结合起来——也就是所谓的“蓝色氢”——同时限制甲烷的排放. 十大靠谱网赌还没有做到这一点,因为这需要巨大的设施和投资. 此外,生产蓝色氢总是会产生一些排放. Statkraft是一家可再生电力生产商, 这就是为什么十大靠谱网赌Statkraft专注于生产“绿色氢”,它也具有零排放的优势,霍尔森说。.

利用可再生电力生产的绿色氢不排放二氧化碳2 或甲烷. 绿色氢也可以生产在靠近供气的地方, 用于运输或工业用途.

当过程工业需要解决方案来消除目前对化石燃料的使用时,本地生产绿色氢非常适合, 例如在高温加热过程中. 当重物需要通过公路长途运输时, 铁路, 海上或空中, 当地生产的绿色氢也可以发挥作用. 蓝色氢需要更大的补充,可能还需要管道解决方案. 这也意味着蓝色和绿色氢可以用于不同的市场和不同的用途.

在实践中, 通过电解将氢转化为可获得能源的70- 75%. 新技术可以将这一比例提高到85%,甚至可能超过90%. 但在哪里使用氢,也很重要. 在重型运输中,效率通常在40%至55%之间, 但在工业领域,这一比例可能高达80%. 如果十大靠谱网赌能设法利用热量, 例如, 在区域供热方面, 这将显著提高氢的效率.

因为电力是绿色氢生产中最昂贵的因素, 在电价最低的时候,拥有可负担得起的可再生电力供应和生产氢气的能力是一个优势.

氢气生产示意图

使运输和工业部门脱碳

Statkraft的核心业务是从水力发电中生产可再生能源, 风能和太阳能, 但该公司不想把自己局限于发电. 绿色转型带来了新的机遇.

“运输和工业部门的脱碳将创造对可再生能源的需求,以及对运输和储存电力的新需求. Statkraft doesn't only need to be a supplier of heat and power; we can move closer to the end customer, 未来的大部分价值创造将发生在哪里. 工业和运输部门对绿色氢的需求不断增长,这可能为十大靠谱网赌提供非常有趣的机会,霍尔森说。.

氢正迅速成为工业领域减少温室气体排放的重要解决方案. 今天,不同种类的化石燃料被用作工业过程中的原料和高温热源. 对于其中一些过程,绿色氢可能是减少排放的解决方案. 例如,绿色氢可以用作钢铁生产中的还原剂.

以天然气为基础的氢, 通常被称为“灰氢”, 广泛用于制氨. 氨是化肥生产中的重要原料. So, 如果灰色氢可以被绿色氢取代,你就可以生产绿色肥料——这将再次使食物链更具可持续性.

“工业部门的温室气体排放需要迅速减少. 向清洁氢过渡对地球有利,对商业也有利. 通过发展氢气生产设施, Statkraft可以提供解决方案,帮助全球所需的工业转型. 十大靠谱网赌有一个计划——十大靠谱网赌想进入工业生产过程,把化石燃料排除出去,霍尔森说。.

燃料电池是如何工作的

氢燃料电池

  • 燃料电池是一种直接将可燃元素转化为电能的电池. 可燃元素可以是氢气、甲醇或乙醇.

  • 燃料电池有两个浸泡在电解液中的电极. 可燃元素, 比如氢, 进入其中一个电极(负极)并向其释放电子. 同时,该元素在形成氢离子的过程中与电解质发生反应. 空气或氧气被添加到另一个电极(正极)。, 使电极释放电子(电). 当oh -离子在电解质中形成并与H+离子反应生成水时,氧被还原.

  • 燃料电池非常有效. 内燃机的能源效率约为35%, 还有一台蒸汽涡轮机,功率约为50%, 而燃料电池的理论最大能量效率接近100%. 然而,目前,效率在50%到60%之间是一个很好的结果.

(来源:Store norske leksikon)

航运业需要减少排放

在未来几年和几十年里,氢有可能在航运脱碳中发挥重要作用.

航运业通常倾向于相当保守,建造新船的交货时间很长. 然而, 从监管的角度和消费者的需求来看,有一些发展已经开始推动使用更清洁的燃料. 

从2024年起,大部分海事部门将被纳入欧盟排放交易体系(EU ETS), 哪一种会使排放成本更高. 挪威计划增加二氧化碳排放量2 每吨CO的税率为2000挪威克朗2 到2030年,并确保到2023年和2025年,所有新的渡轮和高速客轮招标分别是低碳或零碳.

已经有几艘渡轮使用电池, 但更长距离的路线将需要氢气. 几个氢燃料轮渡项目目前正在实施或规划中. 压缩氢比液态氢便宜得多,并且非常适合渡轮部分, 也可用于沿海散货船和集装箱船. 氢气既可以储存在加压容器中,在船上和船上交换,也可以通过专门的软管填充.

“能源需求高的船只, 例如,体型较大或需要长时间出海的船只, 需要一种能量密度更高的燃料. 航运中讨论最多的燃料是低碳甲醇和氨, 它们都是由氢产生的,霍尔森解释道. 

氨被认为是未来潜在的运输燃料,因为它可以完全由CO组成2无. 然而, 缺点包括毒性水平高,需要采取高度安全措施,而且缺乏可以使用氨的发动机和燃料电池, 虽然这些还在开发中. 甲醇被认为是短期内使用的一个很好的解决方案,因为与氨相比,它的安全问题更少. 甲醇在更正常的温度下也是液态的,而且发动机和燃料补给设施已经可用. 潜在的缺点是甲醇不是零碳燃料,目前绿色或生物甲醇的供应有限. 

十大靠谱网赌看到了对甲醇深海集装箱船的巨大兴趣, 目前,甲醇和氨气船都被考虑纳入海上供应领域. 航运业的未来是光明和绿色的,”霍尔森说.

Hydrogenbuss
公交公司Ruter在2010年代在奥斯陆运营了五辆氢燃料公交车, 但该项目于2019年被叫停. 氢可能最适合长距离的重型运输, 而电池驱动的电动汽车和公共汽车则适合短途旅行. (照片:拉特)

对大型车辆的需求

公路运输范围内, Statkraft正专注于该行业的重型部分, 主要是在卡车上. 过去几年的经验表明,电气化(i.e.乘用车,甚至公交车队的电动汽车都运行良好.

Statkraft预计,部分重型卡车市场将使用氢燃料,并将继续密切关注这一细分市场的发展, 特别是原始设备制造商(oem)正在做什么以及他们即将提供什么.

Statkraft打算在这一细分市场中发挥作用,并将考虑随着市场的逐渐出现而发展基础设施.

当局在这方面也要发挥作用, 新的欧盟替代燃料基础设施法规(AFIR)可能会启动氢燃料卡车市场.

根据Bjørn Holsen的说法, 私营运输公司对零排放车辆有着浓厚的兴趣, 到2030年减排的进一步要求加剧了人们的兴趣.

“现在有很多令人兴奋的事情正在发生, Statkraft有意在推动零排放市场向前发展中发挥作用,霍尔森说。.

电解-碱性和PEM

  • 碱性电解槽 是否世界领先且生产成本相对低廉. 它们的生命周期长,维护成本低. 此外,它们可以大规模生产,从而产生大量的氢气. 一个缺点是它们的响应时间相对较长, 这使得将它们与可变能源供应结合起来变得困难.
质子交换膜(PEM)制氢的学校实验.
质子交换膜(PEM)制氢的学校实验. (照片:在上面)
  • 质子交换膜 电解可在更紧凑,通常更有效的单位, 电解质是固体质子导电膜. PEM可置于压力下,每个电极可施加不同的压力水平. 该系统具有更高的传导电流密度和更小的占地面积, 而且因为它可以置于压力下,所以不需要压缩机. 它的低响应时间使其成为与太阳能和风能等可变能源相结合的理想选择.

(来源:energiogklima.no)

氢可以储存

在能源领域,氢也可以用作能源载体和“电池”. 当风能和太阳能光伏产量较低时,可以使用燃料电池或燃气轮机将其转换回电力.

这种情况在未来可能会更频繁地发生, 随着十大靠谱网赌继续建设更多的间歇性可再生能源.

挪威国家石油公司已经开始在挪威西海岸的一个项目中研究储存的可能性. 如果成功的话,氢储存可以在其他地方开发.g., 与北海的大型风力发电场有关, 或者在靠近氢气消耗地的港口.

Statkraft还提议,在斯瓦尔巴群岛的煤炭开采业务逐步淘汰后,将基于燃料电池的发电厂作为斯瓦尔巴群岛的潜在电力解决方案.

斯瓦尔巴群岛上的房子
斯瓦尔巴群岛拥有挪威唯一一座仍在运营的煤矿和该国唯一一座燃煤电厂, 给朗伊尔城供电的. 其目的是在煤矿关闭的同时逐步淘汰燃煤电厂. 为什么不利用氢技术在岛上进行零排放发电呢? (照片:在上面)

过渡阶段需要公众支持 

可再生能源和氢技术(电解槽和燃料电池)的成本降低,将使绿色氢应用比直接使用化石燃料更具成本竞争力. 氢的价值链尚未达到完全成熟的市场, 公众的支持仍然是必要的.

一个重要的市场推动因素是促进电解槽成本的降低,并有政策激励,如碳税或补贴. 政策框架和法规可以加速电解槽产能和绿色氢生产的增长, 从而增加了化石替代品的成本.

绿色氢需要激励措施, 为扩大规模和运营提供资金支持也很重要. 在建设阶段,电解槽必须能够获得投资援助. 这将有助于减少先行者的劣势.

“在运营阶段,氢气最初将比许多化石燃料替代品更昂贵, 因此,应该引入像差价合约(CfD)这样的支持方案,以补偿一开始的差价. 差价合约也能给投资者带来信心. 英国已经在2022年启动了氢CfD计划,十大靠谱网赌希望更多的国家效仿, 包括挪威,霍尔森总结道.



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