氫能的崛起：綠色氫的潛力與挑戰(zhàn)

我們深入探討了氫能源的奧秘，揭示了綠色氫能源的真諦。這種在大自然中儲備豐富、價格親民且能清潔燃燒的氣體，長期以來被寄予厚望，視為未來能源的候選者。然而，氫氣的一些固有缺陷如運輸困難、使金屬變脆以及爆炸性遠(yuǎn)高于汽油等，一直阻礙著其成為主流能源。但令人振奮的是，近年來“綠色氫”的誕生——一種通過非化石燃料途徑制造的氫氣，正被視為 實現(xiàn)全球凈零排放的有力武器。

“綠色氫”是通過風(fēng)能、太陽能等可再生能源轉(zhuǎn)化而來的純凈氫氣。在數(shù)十億美元的投資推動下，該行業(yè)蓬勃發(fā)展，生產(chǎn)公司的股價也水漲船高。

△ 氫氣的潛力與挑戰(zhàn)

氫是宇宙中含量最豐富的元素，但在地球上，它通常以混合物的形式存在，需要能量才能進行分離。一種常見的技術(shù)是從水中提取氫氣，通過熱能和化學(xué)反應(yīng)從化石燃料等有機材料中釋放出來。然而，這種方法污染嚴(yán)重，全球氫氣生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳排放量相當(dāng)于英國和印度尼西亞兩國總和。

幸運的是，還有更清潔的制氫方式。通過電解技術(shù)，可以利用一罐水中的強電流將氫分子和氧分子分離。這樣產(chǎn)生的氫氣被稱為綠色氫，因為它完全由可再生能源驅(qū)動，如太陽能和風(fēng)能。 這種氫氣生產(chǎn)方式不會排放溫室氣體，真正實現(xiàn)了低碳環(huán)保。

△ 綠色氫的生產(chǎn)與成本

生產(chǎn)綠色氫氣的電解技術(shù)使用的可再生能源雖然成本較高，但隨著技術(shù)的進步和規(guī)模的擴大，綠色氫的成本將逐步具備競爭力。澳大利亞國立大學(xué)的一份報告估計，到本世紀(jì)末， 澳大利亞的綠色氫氣產(chǎn)量可能降至每公斤3.18-3.80美元，與化石燃料相比將具有成本競爭力。

專家們認(rèn)為，以這個價格水平，綠色氫氣將能夠與化石燃料相抗衡。澳大利亞國立大學(xué)的物理學(xué)家菲奧娜·貝克表示，生產(chǎn)廉價的綠色氫氣不存在“技術(shù)障礙”，一切都是可行的。

△ 廣泛用途與國際市場

綠色氫氣具有廣泛的用途，它可以通過兩種主要方式得以利用。其一，綠色氫氣可以經(jīng)過燃燒，從而釋放出熱量；其二，它也可以被送入燃料電池中，以產(chǎn)生電能。 綠色氫可應(yīng)用于發(fā)電、交通運輸和工業(yè)生產(chǎn)，國際市場對綠色氫的需求正逐步增長。

2018年，CSIRO發(fā)布了一份報告，詳細(xì)探討了氫氣的多種潛在應(yīng)用。報告中提到，氫氣可以用于驅(qū)動燃料電池電動汽車和卡車，同時還可以驅(qū)動由氫氣制成的液氨驅(qū)動的集裝箱船。此外，綠色鋼鐵煉油廠正逐漸采用氫氣作為熱源，替代傳統(tǒng)的煤炭。氫動力渦輪機則能在電力需求高峰時發(fā)電，有助于電網(wǎng)的穩(wěn)定。同時，氫氣還可作為天然氣的替代品，用于家庭烹飪和取暖。

△ 儲存與運輸挑戰(zhàn)

然而，盡管氫氣具有如此廣闊的應(yīng)用前景，但其未來仍面臨諸多挑戰(zhàn)。要成為主要的出口商品，必須解決儲存和運輸氫氣的問題。與其它碳?xì)浠衔锵啾龋瑲錃獾捏w積更大，儲存需要特殊條件，如高壓或極低溫度。 這些條件無疑增加了儲存成本，可能達(dá)到每公斤60美分至7美元不等，從而降低了其與其它燃料的競爭力。

此外，管道問題也是不可忽視的一環(huán)。由于氫原子在壓力下尺寸減小，甚至可以穿過固體鋼，因此天然氣管道通常無法直接用于泵送氫氣。為天然氣設(shè)計的設(shè)備，如爐灶和加熱器，也需要進行更換或改裝以適應(yīng)氫氣。