“氢”钧一发！比尔·盖茨：廉价的绿色氢将是清洁能源的巨大突破
发布日期：2022/7/25
以下文字来自比尔·盖茨近日发表于LinkedIn的一篇长文。
当大多数人想到温室气体排放时，他们想到的是汽车和电力。那是因为他们每天都转动钥匙、按按钮、按开关。
好消息是，我们已经有了降低这类排放的方法(太阳能、风能、核能和锂离子电池)。坏消息是，它们加起来只占碳排总量的三分之一。
另外的三分之二——将近350亿吨——对大多数人来说很难看到。例如，我们都使用由水泥、塑料和钢铁制成的产品，但我们大多数人并不生产它们或将它们装载到货船上。
要实现这些产品的零排放，我们需要新技术。引入清洁的氢。它有如此多的潜在用途，以至于一些人把它称为脱碳的瑞士军刀。
比尔·盖茨关于绿色氢的视频宣传片，来自《全球氢能纵览》视频号
氢能做什么
全世界每年使用7000万吨氢作为化学原料，用于制造化肥等一些生产过程。目前，几乎所有的氢都是由化石燃料产生的。如果我们能使氢变得清洁，我们就能减少目前全球1.6%的碳排放。
但这仅仅是个开始。氢是纯净的、反应性的化学能量。
如果我们能把成本降得足够低，生产足够多的氢，我们也可以开始在各种其他工业过程中使用清洁的氢来取代化石燃料，包括制造塑料和钢铁、液体燃料，甚至食品等重要的工业过程。(它被称为瑞士军刀是有原因的。)
此外，清洁氢为工业之外的各种可能性打开了大门。例如，随着越来越多的电力来自可变来源，世界将不得不更好地平衡能源供应和需求，这样我们就不会在没有阳光或无风的时候进入黑暗。
电能可以通过一种叫做电解的过程转化为氢气，然后一次储存几个月，最后在需要的时候再转化为电能。
氢的另一个潜在用途在于重型运输。纯电动汽车在短途客运和卡车运输方面表现出色，但航空、海运和长途卡车运输仍然是一个挑战。
它们加起来占全球排放量的8%。清洁氢有可能为全球货物运输提供净零解决方案。
所以从理论上讲，清洁的氢气可以做很多我们急需做的事情。许多欧洲国家、澳大利亚、日本和美国的政府都制定了雄心勃勃的计划，利用它来实现经济脱碳。但我们如何在实践中使氢变得清洁呢？
如何获得清洁氢
创新者正在研究几种不同的技术，其中的一些比其他技术更成熟。
一种选择是利用太阳能、风能或核能将水转化为氢和氧。这个过程被称为电解，是在1800年用亚历山德罗·伏特刚刚发明第一个电池时发现的。
两个多世纪后，基于同样的原理可能成为大规模清洁制氢的关键。目前有四种不同的电解技术正在开发中，每种技术的价格都需要降低，以使电解氢具有成本竞争力。
另一种选择是使用目前燃烧化石燃料的方法生产氢气，然后在释放到大气之前捕获过程中产生的二氧化碳。
使用现有的技术来捕获100%排放的碳可能永远都不经济，但当我们在等待数以千计的工业项目改造它们的基础设施时，碳捕获可以帮助降低排放量。
其他清洁氢技术则更为遥远。
甲烷(CH4)是目前用来生产氢气的主要化石燃料。当它与水(H2O)在高温下反应时，同时生成H2和CO2。然而，通过一种不同的在无氧情况下发生的加热过程，称为热解，有可能分离氢原子，只留下固体碳——就像铅笔里的笔芯一样。
最后，在世界各地的地质构造中都有氢的储量，理论上，地质氢有可能提供大量廉价的、零排放的氢。科学家们还在研究从自然保护区中发现和提取地质氢的方法。
让清洁氢变得便宜
因此，清洁氢的潜力是诱人的，它的必要性日益明确。以俄乌战争为例，这场战争使氢不仅成为气候变化的关键，也成为能源安全问题的关键。
欧盟已经宣布，到2030年将生产和进口2000万吨绿色氢，这足以将其对俄罗斯天然气进口的依赖减少至少三分之一。
但是氢能源面临着和其他清洁能源一样的挑战：我们能不能把价格降得足够低，足够快？如果人们必须付出太多才能促成绿色，那么变化就会来得太慢。
但如果我们能将绿色溢价降至接近零的水平，就有机会建立繁荣的净零经济。这将极大地推动企业和政府之间的合作，通过积极的投资和政策，这两方面的合作可以使创新比以往更快地发生。
我帮助启动的气候倡议“突破能源”(Breakthrough Energy)正以多种方式支持清洁氢的商业化。“Breakthrough Energy Fellows”项目为致力于早期创意的创新者提供资金。
Breakthrough Energy Ventures投资于致力于清洁氢的公司。在其他气候技术中，“突破能源催化剂（Breakthrough Energy Catalyst）”项目加快了清洁氢的上市时间。
每个人对清洁氢的诸多好处越感兴趣，企业和政府就会越快地投入工作，使其成为化石燃料的真正替代品。这就是我们避免气候灾难的方法。
来源：新能源网
