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[即将到来的氢能时代] 能源模式的转换,走向氢能时代的世界

[即将到来的氢能时代] 能源模式的转换,走向氢能时代的世界

 

随着环保型能源的必要性越来越高,氢能源越来越受关注。各国为代替碳能源,步入氢能时代都做出了哪些努力?

 

由于盲目使用化石燃料,地球平均温度逐年升高。韩国气象厅和环境部最近共同调查并撰写的《韩国气候变化评价报告书2020》中指出,如果将温室气体排放量保持在当前水准,到21世纪末,韩国的大气温度将比目前增加2.9~4.7℃。

世界多数国家均已意识到地球温室化的严重性。2015年12月在巴黎举行的第21次《联合国气候变化协议》中,全球195个国家签订了分阶段逐渐减少温室气体排放量的协议,以遏制地球平均温度的升高。为此,很多国家正在努力发掘代替碳能源的环保型能源,其中备受关注的代替能源就是氢能源。因为氢能源是无限可持续性资源,并且在使用过程中仅排放纯净水。

 

全球氢气需求展望

 

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全世界所关注的环保型能源大致分为两种:一是利用太阳光、风力等自然力量发电的可再生能源;二是经过氢气的化学反应发电的氢能源。氢是占宇宙分子90%以上的无限可持续性物质,完全可以根据需要生产任意量。使用后仅排放纯净水,非常环保,而且可以以液体或高压气体的形式进行储存,具备易于运输的优点。氢能源还有不可忽视的优势,即可以弥补可再生能源供给层面的不稳问题,即电能生产量受自然环境条件限制。

 

据氢能源委员会称,约到2050年,全球氢气消耗量将增加到约5.46亿吨,这是替代132.6亿桶石油的规模,折合能源约为78EJ。可以预测,未来全球的能源需求约18%可由氢能源承担,以碳能源为中心的时代将逐渐转换到以氢能源为中心的时代。

 

投资氢气生产的国家

 

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虽然可以通过成本低廉的天然气重整方法提取氢气,但此方法依然会排放温室气体。因此,全球许多国家正在积极投资用于“绿色氢气”的生产项目上,使生产过程无温室气体排放。

 

绿色氢气的代表性生产方法是利用可再生能源进行水电解制氢。即利用太阳能、风力、水力等生产的电能进行水电解制氢。澳大利亚、德国、法国等国家正在引入这种方式,特别是澳大利亚,正在大陆以西巨大的皮尔巴拉沙漠上大规模建设太阳能发电设备和制氢设备,利用以此生产的电能水电解制氢。

 

美国正在建设世界上规模最大的利用回收塑料、废纸等资源生产氢气的设施。将废纸和废塑料加热到高温(3,870℃)后,从得到的沼气中提取氢气。这种以生物质为原料生产氢气的方法具有生产成本低廉和温室气体排放量少的优点。此方法把即将丢弃的废弃物再生利用,还可以有效地改善因垃圾填埋所导致的环境污染状况。此外,包括韩国在内的美国、日本、德国等国家正在进行利用微生物生产环保型氢气的方法研究。

 

进入氢能时代的核心,氢燃料电动汽车

 

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氢能源用于发电、建筑、产业等多种多样的领域,但最受关注的领域是移动出行方面。这是因为氢燃料电动汽车的普及有望起到提前进入氢能时代的催化剂作用。为了使氢燃料电动汽车在道路上行驶,必须开发通过氢气生产电能的燃料电池系统相关的技术,并且需要在各地建立加氢站,还需要将氢气运输到加氢站的运输基础设施的建设。也就是说,氢燃料电动汽车越普及的国家或城市,越拥有完善的氢气产业基础设施,越接近氢能源时代。

 

一些国家制定了氢燃料电动汽车的普及计划,并正在逐步实施中。美国、德国、中国、日本等国家计划到2030年普及90-180万辆氢燃料电动汽车,并把加氢站规模扩充至1,000个。为此,大部分国家都出台了优惠政策,对购买氢燃料电动汽车进行政府补贴或降低纳税率,并且在加氢站建设方面也投入公共资金。

 

韩国的氢气愿景

 

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韩国政府也在积极进入氢能时代。韩国现代汽车成为全球第一个量产氢燃料电动汽车的品牌,而且在商用车上也配备了燃料电池系统并投入生产,在氢能源利用技术领域处于领先地位。政府为了激励氢燃料电动汽车领域的市场发展,不仅提出了普及氢燃料电动汽车的计划,还提出了增加氢气产量,降低供应价格等多种计划措施。为了积极推进这一目标,韩国政府于7月1日成立了氢能源经济委员会。

 

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氢能经济委员会发布了计划,在庆南、湖南、中部和江原等4个地区设立中等规模氢气生产基地,并在全国各地增设40个小规模氢气生产基地。另外,还计划在氢能移动性、燃料电池、液化氢、加氢站、水电解制氢设备等氢能经济必需的领域,加强对材料、部件、设备等的研发,到2030年,培育出氢能专门企业。

 

进入氢能时代的经济效益

 

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全球携手努力开创氢能时代是因为氢能源既能保持环境常态,也能够保持和获得可持续增长。据麦肯锡发布的一份报告,到2050年进入氢能时代,预计世界每年将减少60亿吨温室气体的排放量。此外,预计开创价值2.5万亿美元的氢能生态系新型市场,全球将会创造约3,000万个新型工作岗位。也就是说,氢能时代将成为世界新的发展动力。世界各国对于氢能生产、储存、运输、利用等各领域的投资和研发在迅速增加,这意味着世界正在向环保型能源模式转变,并逐渐接近于无环境污染担忧的绿色社会。

 

 

 

 

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