实现氢经济
尽管氢能电池的效率不及电池,但与内燃机技术相比,今天的氢燃料电池具有可观的优势,后者将燃料转化为动能的效率约为25%。相比之下,燃料电池可以将氢气与空气混合,以产生高达60%的效率发电。
燃料电池的工作原理类似于电池,利用带电的氢离子在电解质膜上的运动将化学能转化为电能,从而产生电流。它们在那里与氧气复合产生水,这是燃料电池唯一的排放物,同时还有热空气。
尽管其效率不如电池,但如今的燃料电池与内燃机技术相比还是不错的,后者将燃料转化为动能的效率约为25%。相比之下,燃料电池可以将氢气与空气混合,以产生高达60%的效率发电。
在社会变化方面,FCEV的进入障碍也相对较低,因为它们的运行和性能与传统车辆相似,可在几分钟内在加油站加油,并在单个油箱上行驶500至600公里,而无有害排放。
通过将水分解成氢和氧原子的组成成分,氢燃料本身可以通过电解以越来越高的成本效益生产。这会产生两种有用的气体,并且在通过绿色能源提供动力时,使氢气的产生成为碳中和的行为。
但是,目前,全世界每年生产的6000亿立方米氢气中,只有2%是通过水电解生产的,而98%是由天然气生产的,而二氧化碳是副产品。
这种氢的90%以上用作肥料的基石,或在石油,炼油和更广泛的石化工业中消耗。
因此,氢经济的发展在最初阶段依赖政府投资。除了生产碳中性能源所需的可再生能源项目外,还需要对氢气生产和分配基础设施进行投资。
目前,这种基础设施的稀缺是采用氢技术的最大障碍。
在全球范围内,氢气的成本已经在下降,这部分与可再生能源成本的下降相一致,但也归因于水电解和氢燃料电池技术的改进。
总部位于巴黎的国际能源署(International Energy Agency)预计,到2030年,制氢的成本将进一步下降30%,但中东最近的光伏太阳能项目成本的快速下降可能意味着商业化制氢的本地成本会跌得更快。
随着对氢基础设施投资的增加和净成本的持续下降,氢经济可能被证明是从碳氢化合物过渡的必不可少的工具。