綠色氫—未來的能源?

綠色氫—未來的能源?
圖片: Tanaonte | Dreamstime
Ratmir Belov
Journalist-writer

綠色氫是一種可運輸且易於儲存的能源載體,可靈活用於各種應用。

例如燃料電池加熱系統、氣體加熱系統和汽車。該生產基於可再生能源產生的電力,因此完全消除了二氧化碳排放,這就是許多專家認為清潔氫是未來能源供應基礎的原因。

氫氣的種類

無論原料是什麼顏色,氫氣 (H) 氣體始終是無色無味的氣體。化學元素 (H) 是宇宙中最常見的元素,是水 (H2O) 和地球上幾乎所有有機化合物的組成部分。由於它不能以自由形式獲得,因此必須先生產出來,然後才能用作能源。

Green hydrogen
圖片: Scharfsinn86 | Dreamstime

顏色代表產品類型

根據生產類型,專家區分灰色、藍色、綠松石色和綠色氫。灰氫通常由天然氣產生,天然氣受熱分解為氫氣和二氧化碳。例如,從天然氣網絡中獲取能量的燃料電池也以同樣的方式工作。最大的缺點是二氧化碳會逸出到大氣中並導致溫室效應。

  • 藍色氫也由化石燃料生產。然而,製造商會捕獲由此產生的二氧化碳。它們將氣體儲存起來並遠離大氣。
  • 綠松石氫在植物釋放甲烷時形成,固體碳作為副產品形成。這個過程的穩定性取決於熱源。
  • 使用綠色氫,情況就不同了——它是在電解水的過程中形成的。雖然所需的電力來自太陽能、風能或水力發電,但唯一的副產品是氧氣。因此,這個過程不需要二氧化碳排放,而且是環保的。

綠色氫的好處

除了可持續的無二氧化碳生產外,還有其他原因轉向綠色氫:

  • 1 公斤 H 包含的能量相當於 2.1 公斤天然氣或 2.8 公斤汽油(取決於熱值)。
  • 以低溫液化形式,可以儲存和運輸大量能量。
  • 綠色氫可以存儲再生產生的電力,並將其用於廣泛的應用(例如供暖和運輸)。
  • 燃燒(與氧氣反應)幾乎不會產生有害排放物。與在低燃燒溫度下燃燒天然氣或燃料油相比,氮排放量更低,低溫燃料電池不會排放污染物(僅產生水)。
智能家居—未來已來
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許多化學課程都知道氫氣的產生 – 為此,專家們依靠電解水,將兩個電極插入液體中並通過它們通電。這導致水分解成氫氣和氧氣。兩種氣體彼此分開沉積在陽極或陰極上,從那裡可以去除它們。

使用綠色氫

綠色氫是傳統能源的環保、無碳替代品。因此,根據政府的計劃,首先應該在當地需求量很大的地方使用。這方面的一個例子是工業部門。在這裡,綠色氫可以燃燒玻璃、水泥或鋼鐵。還需要將廢氣轉化為肥料、塑料和燃料前體。

Green hydrogen
圖片: Audioundwerbung | Dreamstime

在移動領域,重點是航空和航運等領域,因為它們消耗大量能源,約佔二氧化碳排放量的四分之一。

另一個大的應用領域是加熱。在這裡,綠色氫氣可用於現場發電和供熱。此外,今天已經可以將能源的某些部分供應給天然氣網絡。雖然目前這減少了對化石燃料的需求,但未來也可以通過天然氣網實現全氫供應。製造商已經在研究可以使用 100% 清潔氫氣運行的廉價且高效的冷凝鍋爐。

為什麼天空是藍色的?
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全球變暖在世界範圍內產生了嚴重後果。綠色氫是停止發展和創建可持續能源系統的一種方式。因為能源是無二氧化碳且可再生的。它可以在許多地區儲存、運輸和用化石燃料替代。

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