氫氣,或綠色氫氣。 對一些人來說,它只是煙霧,而對另一些人來說,它是解決所有排放的靈丹妙藥。 真相可能介於這兩個前提之間,但不可否認的是,世界領先的工業強國正在推動其發展。
從中國到包括日本在內的歐洲,每個國家都有巨大的投資計畫來促進其使用。 為什麼氫被視為最有前途的經濟脫碳解決方案之一?
一般來說,脫碳問題往往從汽車和交通的角度來看待。 從根本上說,這是正常的。 根據歐洲環境署的乙份報告,運輸約佔歐盟二氧化碳排放總量的四分之一(2019 年資料),其中 717%來自公路運輸。 換句話說,它是二氧化碳排放的主要貢獻者之一。 但這並不是唯一的。
在公路運輸中使用氫氣是一種潛在的解決方案,無論是在電動汽車、公共汽車還是帶有燃料電池的卡車中。 然而,這並不是所有工業強國都對氫能抱有希望的主要原因。 還有其他原因每天都在我們眼前浮現,例如化學工業,鋼鐵或水泥。
根據國際能源署 (IEA) 委託日本(氫氣的最大支持者之一)撰寫的乙份報告,該元素為一系列大型二氧化碳排放行業脫碳提供了途徑例如長途運輸、化工和煉鋼事實證明,這些部門的大幅減排具有挑戰性。
同時,這是任何經濟體的三個關鍵部門,因為它們幾乎影響到乙個國家創造財富的整個範圍。 即使乙個沒有強大的化學或鋼鐵工業的國家也依靠這些部門來使其具有功能的其他部門發揮作用。
從紡織到航空,化學工業對幾乎所有製成品都至關重要。 包括建築和汽車在內的許多行業都依賴鋼鐵行業。 同時,這些行業在避免碳排放方面也面臨挑戰。
例如,鋼鐵行業對全球二氧化碳排放的貢獻很大。 根據Carbon Brief發表的研究,鋼鐵行業佔全球二氧化碳排放量的11%。 事實上,報告指出,僅553家傳統鋼鐵廠就佔全球二氧化碳排放總量的9%。 在歐洲,鋼鐵行業佔歐洲大陸總排放量的7%。
所有這些都是由於該行業使用大量化石燃料,尤其是煉焦煤來生產鋼鐵。
此外,國際能源署**的目標是到2024年將全球鋼鐵產量提高三分之一。 因此,鋼鐵脫碳與運輸脫碳同樣重要。 鋼鐵行業面臨的挑戰是在生產過程中尋找碳的替代品。
我們談論的不僅僅是為高爐提供動力的能源,因為它可以通過電力和可再生能源發揮重要作用的能源組合來實現,而是關於鋼鐵的實際生產。
對氫氣的推動將來自重工業,而不是運輸
為什麼氫氣似乎是使這些行業脫碳的唯一可能途徑?最好的例子是碳鋼,這是最常見的,主要用於建築。
鋼是通過將鐵礦石與焦炭(一種煤)混合並將混合物加熱到1600°C左右的溫度而獲得的。 通過這種方式,鐵與構成它的其他成分分離,從而產生比普通鐵堅固得多的鋼。
球團形式的鐵礦石的生產和焦炭的生產會產生大量的二氧化碳。 例如,為了獲得焦炭,煙煤被加熱到500至1100攝氏度的高溫。
在這個過程中,獲得了由90%至95%的碳組成的燃料。 一旦這些碳被用作鋼鐵製造的燃料,其中絕大多數將以二氧化碳的形式釋放到空氣中。
正是在這個製造過程中,氫氣開始發揮作用。 不是將鐵與焦炭混合以去除氧氣,而是新增可再生**氫氣以獲得所需的鋼(水作為副產品)。 這就是所謂的綠鋼。
到目前為止,幾乎所有鋼鐵行業脫碳的提案都集中在綠色氫的使用上,無論是在調節鐵礦石還是在實際金屬生產中,無論是鋼鐵還是鋁。
換句話說,如果要使鋼鐵行業脫碳,綠色氫氣是必不可少的。 到目前為止,它還沒有乙個真正重要的替代方案,不像運輸業,運輸業也可以依賴電動汽車,無論是電池供電還是燃料電池供電。
目前,綠色氫氣的成本太高,因為它的生產仍然微不足道。 從奈米比亞到西班牙,已經啟動了幾個專案,以滿足未來全球對綠色氫的需求。
但是,如果鋼鐵、水泥、化工等重工業大規模採用綠色氫氣,其**將大幅下降。 僅在鋼鐵行業,預計到2024年,每年將為此目的分配1.2億噸綠色氫氣。
目前使用不可再生氫的行業,如化肥生產,也是最需要綠色氫的行業。 據估計,到 2050 年,世界每年將需要約 5000 萬噸。
大多數工業強國認為這將成為事實,因為這些行業別無選擇!
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