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权威解读:蓝氢的碳排放真的比天然气高吗?

发布日期:2021/9/24


     英国广播公司《科学聚焦》杂志发表署名Sara Rigby的文章,题目是:Why we need a hydrogen power network to reach net-zero carbon(为什么我们需要氢能网络来实现净零碳排放)。


     今年8月英国政府发布了氢能战略,主要目标是到2030年建设生产5吉瓦氢能的装机,相当于300万英国家庭使用的天然气量。氢也可用于燃料电池,化学能直接转化为电能,可以用来代替汽车——甚至火车或飞机——的内燃机,也可以代替汽油或柴油发电机。


     蓝氢的碳排放量有多大?


     氢气可以来有两种来源,即“蓝色”和“绿色”氢气。所谓的绿氢是通过利用风能或太阳能等可再生能源电解水制氢;蓝氢是由蒸汽与甲烷反应产生的,在此过程中排放的碳被捕获并储存。由于绿氢是使用可再生能源生产的,因此它被视为是储存可再生能源的一种方式。


     然而,蓝氢是使用化石燃料生产的,因此会产生碳排放。在此过程中,即便使用碳捕集和封存技术,仍然会有5%到15%的排放量。按照英国政府的计划使用蓝氢,2050年每年将产生800万吨二氧化碳,相当于150万辆化石燃料汽车的排放量。最近,康奈尔大学和斯坦福大学的科学家进行的一项研究表明,蓝氢的二氧化碳排放量相当于每百万焦耳能源排放139克二氧化碳,其碳足迹比燃烧天然气或煤炭高20%。


     那么,我们为什么要使用蓝氢?


     如果使用蓝氢仍然会产生碳排放,为什么不直接燃烧天然气呢?


     爱丁堡大学碳捕获与储存教授Stuart Haszeldine认为,康奈尔和斯坦福大学的研究不适用于英国。他说:“该研究基于美国天然气系统的泄露量,采用了最坏的情况假设——大量甲烷将泄漏,而捕获的二氧化碳很少——因此泄漏和不良工艺最终导致每单位氢气的二氧化碳排放量非常大也就不足为奇了。” 他指出,“即便如此,我认为低碳蓝氢是通过多种用途快速替代天然气的一种过渡,用更清洁的绿氢替代天然气将取决于电解水制氢成本下降的速度。”


     根据爱丁堡大学实验地球科学技术Eike Thaysen博士的计算,在英国蓝氢的排放量相当于每产生一百万焦耳的能量产生10到20克二氧化碳。在提供同等能量下,燃烧天然气约排放63克二氧化碳。这意味着蓝氢的清洁度大约是天然气的三到六倍。因此,即使有15%的二氧化碳排放到大气中,蓝氢的总排放量仍然要少得多。


     此外,Thaysen博士认为,蓝氢在走向零排放的过程中至关重要。但在目前情况下,蓝氢更为经济,可使用成熟的现有技术,有助于发展价值链,有助于行业快速减排。这样,当绿氢一旦具有成本竞争力,就有了成熟的应用市场。因此,绿氢和蓝氢的结合对于帮助我们快速实现净零排放至关重要。


     由于天然气基础设施已经存在,将天然气供应转化为氢气为家庭供能将相对简单。Thaysen解释说,在不改变基础设施或我们的燃气终端设备的情况下,氢气可以混合到现有的燃气网络中,比例可达到燃气量的20%。当然,这只会导致二氧化碳排放量减少7%,我们希望的最终目标是使用100%的绿氢。绿氢可以实现可再生能源的脱碳储存,从而促进零碳能源的使用,帮助向净零碳社会过渡。




来源 :国际能源小数据

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