关于氢开发的关键争论是如何最好地大规模提取氢。
随着我们继续关注影响我们成员的能源相关发展,氢气生产的快速增长尤其令人感兴趣,这对锅炉制造商的工作和化石燃料与碳捕获、使用和储存(CCUS)的持续使用具有影响。
氢的增长估计是惊人的。由能源行业高管组成的联盟ETC估计,到本世纪中叶,扩大氢产能将需要近15万亿美元的资金。由能源开发商组成的全球联盟“绿色氢弹跳计划”(Green Hydrogen Catapult Initiative)预测,未来6年绿色氢的使用量将增长50倍。
国家发展氢能的战略正在迅速发展。加拿大于2020年12月启动了氢战略,并于今年4月宣布了指导委员会。今年6月,美国能源部(U.S. Department of Energy)宣布了一项“地球射击”(Earthshot)计划,以促进氢的发展。除欧盟外,至少有9个国家也宣布了国家战略。
在很多方面,氢都是完美的能源。它是丰富的,可以利用现有的技术在当地生产。它很容易运输和储存。当燃烧时,它不会排放温室气体。
此外,它是通用的和便携式应用于工业过程,加热,发电和运输(通过燃料电池)。
随着各国经济的脱碳,氢作为一种非常有吸引力的替代能源脱颖而出。
关于氢开发的关键争论是如何最好地大规模提取氢。如今,北美生产的几乎所有氢气都是从天然气中分离出来的,并用于石油炼制以去除硫,或用于含氨的化肥生产。以这种方式产生的氢被称为“灰色”,因为这个过程会释放二氧化碳。在碳捕捉、利用和储存技术被用于减少二氧化碳排放的地方,氢被称为“蓝色”。
“绿色”氢涉及一个完全不同的过程——电解。以水为原料,引入电流将水分子分离成氢和氧。当可再生能源(主要是风能和太阳能,也可能是核能)为电解提供动力时,这个过程被认为是绿色的。
一些绿色氢的支持者认为,灰色和蓝色的替代品应该被放弃,因为它们的二氧化碳排放(尽管CCUS可以减少高达90%的排放),并断言,在这些过程中的持续投资只会促进未来的化石燃料使用。
灰色和蓝色氢的一些支持者谴责大规模电解所需的大量电力和每单位绿色氢的高成本。不仅需要大量的风能和太阳能,而且这些系统将只用于氢的提取,其他电力客户无法使用。
还有一些人认为,蓝氢和绿色氢都需要部署,认为蓝色氢可以满足短期需求,直到绿色氢的成本达到蓝色氢的水平,据估计大约2030-2035年。
虽然氢的建设经常在主要的资本项目中讨论,第三种方法(除了化石燃料提取或电解)涉及使用等离子体燃烧器从回收的生物质中提取氢的小型装置。
这项被SGH2公司称为“比绿色更环保”的技术利用纸张或植物垃圾进行负碳排放,否则如果任由其分解就会释放甲烷。
第一个SGH2机组计划于2023年在加州兰开斯特投入使用。
无论氢的未来以何种方式呈现,无论是蓝色、绿色还是比绿色更绿——或者可能是竞争技术的某种组合——有一件事是肯定的:开发商和政府正排着队等待全球能源的进一步变革。
数十亿甚至数万亿美元的投资将用于氢的提取和相关的基础设施。在发电、重工业、制造业、交通运输和其他部门将创造大量就业机会。
在即将到来的氢气革命中,锅炉工人在焊接、制造和其他领域的技能集将发挥重要作用。
在阿尔伯塔省和萨斯喀彻温省的油砂地区,几代锅炉制造商赖以为生,氢气革命已经开始了。那里的石油公司联盟将用氢气取代天然气,生产用于沥青加工的蒸汽。氢气提取过程中排放的二氧化碳将被捕获,并通过干线运输到永久地下储存。
随着CCUS技术的进步和加拿大和美国的大量天然气储备,蓝色氢生产可能成为主要的就业岗位,作为计划中的氢能源建设的一个支柱。
来源:
《Hydrogen energy is poised for extreme growth》——Richard MacIntosh