氢成为真正的清洁燃料需要什么

氢成为真正的清洁燃料需要什么 太阳能等可再生能源产生的氢可以零排放。 卢卡斯·科奇/ AAP

使用氢作为清洁燃料是一个时机即将到来的想法。 对于澳大利亚而言,生产氢气很诱人:它可以创造有利可图的新国内产业,并帮助世界实现无碳未来。

国家氢战略 上个月发布的报告认为,澳大利亚应该站在全球氢竞赛的前列。 在首席科学家艾伦·芬克尔(Alan Finkel)的领导下,该策略采用了一种技术中立的方法,因为它不赞成采用任何一种制造“清洁”氢气的方法。

但重要的是氢气是由可再生电力还是化石燃料生产。 虽然化石燃料路线目前较为便宜,但最终可能会排放大量的二氧化碳。

氢成为真正的清洁燃料需要什么 Finkel博士和能源部长安格斯·泰勒(Angus Taylor)在召开有关氢战略的会议之前。 理查德·怀特赖特/ AAP

并非所有“干净”氢都是相同的

氢可通过电解产生电能,将水分解成氢和氧。 当使用可再生电力时,它不会产生任何二氧化碳,被称为绿色氢。

氢气也可以从煤炭或天然气中产生。 此过程释放二氧化碳。 今天生产的大多数氢气都是通过这种方式制造的。

可以将这一过程中的某些(但不是全部)二氧化碳捕集并存储在地下储层中,这一过程称为碳捕获和存储(CCS)。


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但是CCS技术复杂且昂贵。 目前只有两家使用化石燃料生产氢气的工厂使用它: 一个在加拿大,带有二氧化碳 80%的捕获率一个在美国 保留率较低。

在澳大利亚,雪佛龙唯一正在运营的大型CCS项目是 org实气(非氢气)项目 在西澳大利亚州。 在该项目开始供应天然气三年后,经过了严重的延误, 碳捕集与封存从今年开始.

不能确保高的碳捕获率

氢战略将术语“清洁氢”用于可再生电力,煤或具有碳捕集功能的天然气产生的氢。 并且假设“最佳情况”方案是从化石燃料中捕获90-95%的二氧化碳。

这样的费率在技术上是可能的,但迄今为止尚未实现。 该策略未检查较低的捕获率。

以90-95%的捕获率,与传统的化石燃料相比,基于煤和天然气的氢气的碳强度低得多。 但是60%的捕获率意味着煤中的氢气具有与直接燃烧天然气相似的排放强度。

氢成为真正的清洁燃料需要什么 有和没有CCS时燃料的排放强度。 氢数仅用于生产; 出口氢的排放强度更高。 资料来源:作者根据国际能源署和美国能源信息署的数据计算得出的

国家战略没有描述确保满足最佳案例捕获率的机制。 氢的产生可能比捕获排放所需要的设施快得多,从而使大量的温室气体进入大气中,这与戈尔贡案例相似。

另一个风险是,由于技术或成本原因,碳捕获将无法达到最佳情况。

迈向零排放出口

包括日本,韩国和德国在内的国家正在探索以多种方式使用氢气的可能性,包括 发电,运输,供热和工业过程.

某些将来的进口商可能不在乎我们生产的氢气有多干净,但其他进口商可能会在意。

为了说明无碳出口为何重要,我们计算了如果澳大利亚每年生产12百万吨的氢气用于出口,则相当于我们当前液化天然气出口量的30%,并且与国家战略中的产量估算相符。

大约需要37百万吨天然气或88百万吨煤炭。 如果捕获了90%的二氧化碳,则气体排放量将占澳大利亚当前(1.9)年度温室气体排放量的2018%,或使用煤炭的4.4%。

如果仅捕获60%的二氧化碳,则来自天然气和煤炭的氢气将分别占当前国家排放量的另外7.8%和17.9%,这将使澳大利亚更难实现现有和未来的排放目标。

在哪里投资

目前,即使有碳捕集与封存,用化石燃料生产氢也比用可再生能源便宜。

澳大利亚在维多利亚州的拉特罗布河谷还拥有大量现成的褐煤储备,正在下降的燃煤发电行业将不会使用它们。 捕获的碳可以存储在巴斯海峡下。 除了或部分替代液化天然气出口之外,该国丰富的天然气储量可能会转化为氢气。 因此,毫不奇怪,国家战略将所有选择留在了桌上。

氢成为真正的清洁燃料需要什么 该图显示了氢的多种潜在用途。 国家氢战略

但是,建立具有碳捕获功能的制氢设施将意味着在使用寿命很长的设备上花费大量资金。 这是有风险的,因为如果排放密集型氢的市场崩溃,无论是通过公众态度还是全球迫切需要转向零排放能源系统,都会浪费资本。

世界已经 步调不远 需要达到其减排目标,并且最终必须达到净零,以防止最严重的气候变化影响。

澳大利亚应投资研发,以降低绿色氢的价格。 这就要求降低电解成本,并进一步减少大规模可再生能源的生产。 它可能为气候和澳大利亚未来的出口经济带来巨大好处。谈话

作者简介

气候与能源政策中心主任Frank Jotzo 澳大利亚国立大学; Fiona J Beck,高级研究员, 澳大利亚国立大学和研究员研究员托马斯·朗登(Thomas Longden), 澳大利亚国立大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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