幾十年來，綠色氫一直被視為未來的燃料。盡管如此，科學(xué)家和研究人員仍在努力將這種更可再生的氫形式納入當(dāng)今世界的能源使用中。某些大型企業(yè)公司和一項(xiàng)新的全球倡議引領(lǐng)了尋求可持續(xù)發(fā)展的道路。
什么是氫氣？
可以通過幾種不同的方式生產(chǎn)各種形式的氫。該行業(yè)使用顏色系統(tǒng)對(duì)制造氫氣的來源和工藝進(jìn)行分類。今天大多數(shù)氫是由化石燃料生產(chǎn)的。棕色氫是由煤通過稱為氣化的過程制成的。灰色氫氣占全球所有氫氣產(chǎn)量的 75%，它是通過一種稱為蒸汽甲烷重整的方法從天然氣中提取的。這兩種方式的不利方面是它們排放大量的二氧化碳。另一種形式的氫是藍(lán)色氫，它也來自化石燃料，但使用碳捕獲和儲(chǔ)存技術(shù)。最后一種是綠色氫。
什么是綠氫？
一種更有希望的氫形式是綠色氫。產(chǎn)生氫氣的方法之一是通過稱為電解的過程。電解裝置通過電流將水化合物分解為其組成元素。H2O 分解為氫氣和氧氣。如果這個(gè)過程使用來自太陽能和風(fēng)能等可再生資源的電力，那么隨后的氫被稱為綠色氫。
氫氣常用于工業(yè)生產(chǎn)，包括煉油、氨生產(chǎn)、甲醇生產(chǎn)和鋼鐵生產(chǎn)。但是，綠色氫生產(chǎn)的進(jìn)步和世界對(duì)可持續(xù)性的關(guān)注使得綠色氫對(duì)許多不同的行業(yè)和整個(gè)國家更具吸引力。
什么是核聚變和氫聚變？
至少可以說，替代化石燃料的挑戰(zhàn)一直充滿挑戰(zhàn)。氫燃料電池和內(nèi)燃機(jī)可能在清潔能源的未來發(fā)揮重要作用。但是，如果我們真的希望使氫成為綠色，我們還需要一種可持續(xù)的集中基荷能源。氫聚變可以通過成為一種安全、可持續(xù)和環(huán)保的能源來填補(bǔ)這一空白。
首先，氫聚變也稱為核聚變。核聚變反應(yīng)是太陽和恒星的動(dòng)力。兩個(gè)輕原子核在聚變反應(yīng)中合并形成一個(gè)較重的原子核。這個(gè)聚變過程有一個(gè)剩余的質(zhì)量變成能量。科學(xué)家們一直在尋找利用聚變能的方法。如果科學(xué)家們能夠開發(fā)出一種可以利用地球上的聚變能的機(jī)器——它將改變世界未來的能源生產(chǎn)方式。
聚變反應(yīng)可能包括元素周期表中的多種元素。盡管如此，聚變能應(yīng)用最令人興奮的特征是氘和氚或DT的聚變反應(yīng)。這種特定的聚變產(chǎn)生一個(gè)中子和一個(gè)氦核，比其他反應(yīng)釋放更多的能量。這些反應(yīng)可以在較低溫度下發(fā)揮作用，使其更好、更易于管理。由于這些原因，科學(xué)家和研究人員比其他任何人都更多地研究這種反應(yīng)。未來的發(fā)電廠可以使用這些來自 DT 的中子來發(fā)電供人類使用。
綠色氫是未來的燃料
幾十年來，綠色氫一直是未來的潛在燃料。它一直是一個(gè)很有前途的概念，而想知道如何將其作為可用能源實(shí)施的競(jìng)賽可能已經(jīng)阻礙了這一關(guān)鍵創(chuàng)新，這再次成為了未來現(xiàn)實(shí)燃料的競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)在已經(jīng)變成了七家最大的綠色氫開發(fā)商的集體努力。
綠色氫彈射器計(jì)劃旨在將這種潛在的能源彈射成現(xiàn)實(shí)。該倡議于 2020 年在聯(lián)合國高級(jí)別氣候行動(dòng)倡導(dǎo)者和 RMI 的支持下啟動(dòng)。該倡議的成員包括 ACWA power、CWP global、Fortescue Future Industries、H2 Green Steel、Iberdrola、Maersk Mc-Kinney Moller Center、Orsted、Snam 和 Yara。
目前，全球生產(chǎn)傳統(tǒng)氫氣7500萬噸。其中 98% 使用化石燃料，相當(dāng)于 8 億噸碳排放。該計(jì)劃旨在從水和電解槽中生產(chǎn)綠色氫氣，以生產(chǎn)清潔的可再生能源。
最終目標(biāo)是在 2026 年將綠色氫的生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大 50%，部署 80 吉瓦的新型可再生能源電解槽，實(shí)現(xiàn) 50% 的成本降低，并使綠色氫的價(jià)格低于每公斤 2 美元。該倡議還繪制了所有國家政策，以幫助建立問責(zé)制。
什么是綠色氫數(shù)據(jù)中心？
科學(xué)家和行業(yè)專家預(yù)測(cè)，到 2040 年，僅數(shù)據(jù)存儲(chǔ)就將產(chǎn)生全球溫室氣體排放量的 1.4%。微軟正計(jì)劃將無排放能源整合到其 Azure 數(shù)據(jù)中心。全天候使用氫燃料電池將減少電網(wǎng)的壓力。它還將在電池中儲(chǔ)存多余的太陽能和風(fēng)能，這將為電網(wǎng)增加可再生能源，以創(chuàng)造可持續(xù)的氫氣。通過太陽能和風(fēng)能等可持續(xù)能源開發(fā)氫能平均減少 90% 的排放。
技術(shù)和數(shù)據(jù)中心行業(yè)的碳中和目標(biāo)繼續(xù)關(guān)注大型企業(yè)公司。谷歌還宣布了到 2030 年消除碳排放的目標(biāo)。該公司還計(jì)劃使用綠色氫來減少對(duì)柴油和其他化石燃料電力的依賴。
數(shù)據(jù)中心需要變得更具可持續(xù)性。數(shù)據(jù)中心可以通過多樣化使用可再生能源來顯著減少其碳足跡。數(shù)據(jù)中心還可以通過向當(dāng)?shù)叵M(fèi)者出售多余的氫燃料電池能源來幫助經(jīng)濟(jì)和城市電網(wǎng)。
結(jié)論
長(zhǎng)期以來，綠色氫一直是未來的能源燃料，但許多公司正齊心協(xié)力，將可再生能源和可再生能源的生產(chǎn)作為主要關(guān)注點(diǎn)。甚至像微軟和谷歌這樣的大公司也計(jì)劃實(shí)施綠色氫，以實(shí)現(xiàn)消除所有碳排放的最終目標(biāo)。綠色氫看起來是未來的燃料和今天的燃料。
