何謂綠氫? 綠氫是一種透過電解水產生的能源,在此過程中僅使用再生能源。
摘要
與從化石燃料中獲得的灰氫相比,綠氫的生產流程不會產生任何對氣候有害的二氧化碳。此外,它還可以作為再生能源的儲存介質。綠氫提供了長距離運輸清潔能源並用於各個領域的可能性。
綠氫是如何產生的?
綠氫透過電解產生。水利用電能被分解成其成分氫和氧。透過使用再生能源,生產過程中不會產生溫室氣體。在電解槽中,水分子 (H₂O) 在電壓的作用下分解為氫分子 (H₂) 和氧分子 (O₂)。
綠氫和 Power-to-X
綠氫在所有 Power-to-X 流程中發揮核心作用。透過添加碳(例如二氧化碳,CO₂),可以透過電轉氣生產氣候中和的電子甲烷,或透過電轉液生產電子燃料(合成生產的液體燃料)。此外,它還可作為電轉熱的儲能模組和載體。這表示它可以用於 Power-to-X 的全部三項核心技術。
儲存綠氫
儲存氫氣的方法有多種,既能以壓縮氣體的形式,也能作為液態氫在極低的溫度下儲存,以減少體積並提高可運輸性。運輸氫氣具有挑戰性,因為必須滿足安全和儲存要求,盡量減少損失和危險。為了加強綠氫作為永續能源系統中可靠的儲能模組和供能模組的作用,需要對氫儲存基礎設施的開發和擴建進行投資。
優點和缺點
綠氫對氣候無害。它有許多用途,例如作為燃料、發電和供熱,以及作為工業原料。來自再生能源的多餘電力可轉化為氫氣,並根據需要轉換回電能。此外,它還可以減少對化石燃料的依賴。
缺點則是生產成本高,電解過程耗能大。此外,建構用於氫氣生產、儲存和分配的綜合基礎設施需要大量投資。最後,氫氣極易燃燒,在儲存和運輸過程中需要採取特殊的安全措施。
綠氫的應用領域
- 運輸領域:作為氫動力汽車、公車和卡車的清潔燃料減少空氣污染
- 空運和航運:難以利用電能的領域
- 工業、清潔生產:替代原料,促進能源和碳密集製程的脫碳
- 暖氣系統:替代或補充現有的天然氣網路(特別是在寒冷地區,冬季太陽照射較少時太陽能效率較低)
- 儲能:儲存陽光充足、風力強勁地區的多餘再生能源(提高電網穩定性)
案例總結
綠氫被視為各產業脫碳的關鍵技術,在目前能源轉型中發揮核心作用。此外,氫技術的開發和推廣將推動創新技術和基礎設施,創造新的經濟機會和就業機會,不僅促進了能源轉型,也促進了經濟轉型。因此,綠氫不僅是邁向永續能源未來的一步,也是實現經濟和生態轉型的機會。
綠氫與全電力社會
全電力社會,一個可供應數量充裕且價格實惠的再生電能的全球社會。在這裡,不斷生產並利用再生能源。此外,透過各種效率措施減少一次能源需求,並建立智慧且聯網的系統。全電力社會面臨的一個核心挑戰在於,如何使再生能源產生的電力在各部門之間運輸和儲存,以便隨時使用。為實現這一目標,生產並利用綠氫是一種解決方案。