Изменение климата и водородная экономика
Для решения проблемы изменения климата требуется не только чистая электрическая сеть, но и чистое топливо для сокращения выбросов от промышленного тепла, дальнего тяжелого транспорта и длительного хранения энергии.
Таким топливом могут быть водород и его производные, говорится в комментарии, опубликованном 11 августа в журнале. Джоуль, но чистый US H2 экономика потребует комплексной стратегии и 10-летнего плана. Комментарий предполагает, что тщательное рассмотрение будущего H2 инфраструктура, включая производство, транспортировку, хранение, использование и экономическую жизнеспособность, будет иметь решающее значение для успеха усилий, направленных на обеспечение чистоты H2 жизнеспособен в общественном масштабе.
«Мы аплодируем министру энергетики США Дженнифер Гранхольм за запуск амбициозной программы Hydrogen Earthshot с не зависящей от технологий масштабной целью – избавиться от парниковых газов.2 производство составит 1 доллар / кг до конца этого десятилетия », – пишут Арун Маджумдар, профессор Джея Прекурта и содиректор Института энергетики Прекурта в Стэнфордском университете и ведущий автор комментария, и его коллеги. «Подобные программы НИОКР с технико-экономическими целями необходимы для H2 хранение, использование и транспортировка. Hydrogen Earthshot необходим для создания водородной экономики, но этого недостаточно ».
Около 70 миллионов метрических тонн H2 ежегодно производятся во всем мире, при этом на долю США приходится около одной седьмой мировой добычи. Большая часть этого H2 используется для производства удобрений и нефтехимии, и почти все это считается «серым H».2, »Который стоит всего около 1 доллара за килограмм, но содержит примерно 10 килограммов CO.2 багаж за килограмм H2.
«An H2 экономика уже существует, но она связана с большим количеством выбросов парниковых газов », – говорит Маджумдар. «Почти все это основано на H2 из метана. Чистый H2 экономики не существует сегодня ».
У исследователей есть много ярких представлений о том, что такое чистый H2 экономика может выглядеть. «Синий H2, », Например, включает улавливание CO2 и снижение выбросов, в результате чего H2 с меньшим количеством парниковых газов. Однако в настоящее время он стоит примерно на 50% дороже серого H2, не считая затрат на разработку трубопроводов и систем улавливания, необходимых для транспортировки и хранения нежелательного CO2.
«Чтобы сделать синий H2 жизнеспособный вариант, необходимы исследования и разработки для снижения выбросов CO2 затраты на сбор данных и дальнейшее улучшение полноты сбора данных », – пишут Маджумдар и его коллеги.
Еще одна форма чистого H2—Дублированный «зеленый H2«… Также привлекла внимание ученых. Зеленый H2 включает использование электричества и электролизеров для разделения воды без каких-либо побочных продуктов парникового эффекта. Однако он стоит от 4 до 6 долларов за килограмм, цена, которую Маджумдар и его коллеги предполагают, может быть снижена до менее чем 2 долларов за килограмм с сокращением затрат на безуглеродную электроэнергию и затраты на электролизеры.
«Бирюза H2, », Который достигается путем пиролиза метана, когда метан подвергается крекингу для получения H, свободного от парниковых газов.2, также вызывает ажиотаж в исследовательском мире. Твердый углеродный побочный продукт, образующийся в этом процессе, может быть продан, чтобы помочь компенсировать затраты, хотя Маджумдар и его коллеги указывают, что количество твердого углерода, произведенного в необходимом масштабе, превысит текущий спрос, что приведет к необходимости усилий НИОКР для разработки новых рынки для его использования.
Будь то синий, зеленый или бирюзовый, без парниковых газов (и, на самом деле, бесцветный) H2 или его производные могут быть использованы на транспорте, химическое восстановление захваченного CO2, долгосрочное хранение энергии в сети, зависящей от возобновляемых источников энергии, и химические восстановители для стали и металлургии, а также в качестве высокотемпературного промышленного тепла для производства стекла и цемента. Но для того, чтобы эти приложения стали реальностью, H2 производство должно будет соответствовать определенным стандартам затрат – 1 доллар за килограмм для производства аммиака и нефтехимических продуктов или для использования в качестве топлива для транспорта или топливных элементов.
Исследователи также подчеркивают, что США необходимо будет рассмотреть вопрос о том, как H2 будут разработаны и развернуты трубопроводы, чтобы транспортировать его, а также как хранить H2 рентабельно в больших масштабах. «Разработка и размещение новой трубопроводной инфраструктуры, как правило, требует больших затрат и требует признания в обществе», – пишут Маджумдар и его коллеги. «Следовательно, важно изучить альтернативные подходы к водородной экономике, которая не требует нового H2 трубопроводная инфраструктура. Вместо этого стоит использовать существующую инфраструктуру для транспортировки сырья для H2– электрическая сеть для транспортировки электроэнергии на водораспределение; трубопроводы природного газа для транспортировки метана для пиролиза ».
«Несмотря на то, что проводились систематические исследования геологического хранения, Геологической службе США следует поручить проведение национального исследования для определения многих мест, где возможно подземное хранение водорода, в то время как
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
