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【题  名】 试问氢从何处来:氢能的碳足迹不轻

【出  处】 国际能源小数据

【日  期】 2019.04.01

【作  者】 /

【关键词】 新闻资讯 科研信息 氢能 碳足迹 电解水制氢 煤气化制氢

【正  文】

 
   澳大利亚The Driven网站发表署名Bede Doherty的文章,探讨澳大利亚不同技术路径下氢能的碳足迹。
  1)电解制氢(使用电和水)
  电解水制氢是高能耗的过程,需要大约55千瓦时的能量来产生1公斤的氢。 55千瓦时足以为普通澳大利亚家庭供电3.5天。这一过程所需的水量也很大,每生产1公斤氢气约18升水。如果使用可再生能源进行电解,那么该过程是碳中性的。但是,如果该过程由当地电网供电,那么排放量仍然很高。目前澳大利亚电网的排放强度为0.9公斤二氧化碳当量/千瓦时,那么生产1公斤氢气相关的排放量为50公斤二氧化碳当量。丰田的Mirai氢气汽车(尺寸与汽油车丰田凯美瑞相似)1公斤氢气行驶100公里;相比之下,在城市条件下驾驶的汽油凯美瑞每100公里可产生约25公斤的二氧化碳当量。因此,如果使用澳大利亚电网来制氢,那么电动汽车将产生比汽油车更多的碳排放。
  2)蒸汽甲烷重整制氢(使用甲烷和水)
  氢还可以使用现有的工业过程,即蒸汽甲烷重整(“SMR”)从甲烷制成。但是,从甲烷气体制造1公斤的氢气将产生12公斤的二氧化碳排放以及消耗22升水。甲烷气通常用于为该过程提供动力,需要额外的1千瓦时的甲烷气燃烧以产生蒸汽。使用甲烷气体生产氢气的财务成本低于使用电解,因此市场机制如何从甲烷以外的任何来源购买氢气,从而锁定炼油厂端的二氧化碳排放。此外,由于澳大利亚甲烷短缺也缺水,从可用性角度以及供需驱动成本的角度来看,依赖甲烷制氢也是一种风险。
  3)煤气化制氢(使用煤和水)
  煤可以通过昂贵的高能源强度、高水耗的工业过程转化为氢气,但该过程也会产生二氧化碳。因此,以煤炭制氢无法实现降低汽车每公里成本和排放的目标。
  4)氢气的分配过程排放
  无论是电解、SMR还是煤气化制氢,氢气需要运输到服务站进行零售。为了使气体经济运输,需要进行压缩,通常的压力为700巴(相当于大气压力的700倍)。或者,氢气可以液化,需要的空间更小,但需要更大的压力和极低的温度(-250℃),这需要更多的能量。用于容纳氢气的容器不仅需要足够坚固以在用卡车运输时承受700巴的压力,需要由专门的、昂贵的材料制成。在加油站,氢气储罐也需要采用相同的坚固、安全、防漏材料制造。使用压缩方法配送氢气,所需能量约为以每公斤氢需要15千瓦时。如果这种能源是由可再生能源产生的,那么就没有二氧化碳排放。但是,如果使用澳大利亚电网进行压缩,则会产生另外13.5公斤的二氧化碳排放。



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