能源专家:绿色氢能

能源专家:绿色氢能

MCE 的能源专家系列深入探讨更复杂的能源话题。通过我们的网站,您可以更详细地了解本专题、微电网和净能源计量等话题。 能源专家系列.想要了解更多基础知识?查看我们的 能源 101 系列.

什么是氢燃料?

氢燃料是一种清洁燃料,在生产过程中不会排放温室气体,可用于多种能源应用。它通常用于氢燃料电池汽车,作为电动汽车的替代品。与汽油一样,氢可以液态形式储存,并通过与传统加油站相同的流程泵入汽车。氢气还可用于 供暖和储能.氢燃料可以通过以下方式产生 几个过程, 包括热能、电解、太阳能驱动和生物能。当燃料电池消耗氢燃料时,唯一的副产品就是水,从而创造出一种完全清洁的能源。

热加工

目前使用的氢燃料有 95%。包括天然气、柴油、煤炭、沼气和可再生液体燃料在内的碳氢化合物燃料与蒸汽发生重整反应生成氢气。

电解工艺

电解利用电能将水分子分成氢气和氧气。与热解过程不同,电解可以完全使用可再生能源,从而产生一种零碳燃料,也被称为绿色氢气。

太阳能驱动工艺

太阳能驱动的氢燃料可以通过三种方式产生:光合细菌产生氢气,专用半导体将水分离成氢气和氧气,或者集中太阳能驱动水分离反应。

生物过程

生物工艺利用细菌和藻类通过生物反应产生氢气。某些微生物在新陈代谢过程中会产生氢气作为副产品。它们通过消耗生物质或废水或利用光合作用来实现这一目的。

什么是绿色氢气?

绿色氢气是通过可再生能源技术产生的氢燃料。以可再生能源为动力的电解法将水分子分裂成氢和氧,并捕获和储存氢作为燃料使用。利用太阳能等可再生技术可以使这一过程完全无碳。绿色氢气是实现无碳未来道路上正在考虑的最新工具之一。

在加利福尼亚州,由于白天太阳能大量过剩,绿色氢气很有吸引力。这些过剩的太阳能可用于电解,以制造和储存绿色氢气。有关加州太阳能过剩的更多信息,请阅读我们的 能源专家:鸭子曲线 博文。好消息是,绿色氢能有助于解决鸭子曲线问题。这种新兴的储能技术有多种应用,可以帮助我们实现温室气体减排目标,同时减轻电网压力,提高电网可靠性。

电对电应用

使用绿色氢气的一种方法是应用于 "电力到电力"。在这些应用中,电力被用来制造氢气,然后氢气被用来制造长时间、可调度的电力。电能转换绿色氢能的一个例子是利用白天产生的多余太阳能,通过电解产生绿色氢燃料。这种氢气可以储存起来,在用电高峰时段作为燃料通过燃气轮机或燃料电池发电。在这种情况下,氢气可作为一种储能形式,将不需要氢气时的生产转移到需求旺盛时。电对电的应用提高了电网的可靠性,减少了晚上对天然气调峰电厂的需求。

电力运输应用

电力-运输应用可利用太阳能生成绿色氢气,然后将其用作以下车辆的燃料 氢燃料电池汽车.这些车辆可以像汽油车一样在几分钟内用液体燃料启动。氢燃料在燃料电池中流动,燃料电池将氢气分离成电子,电子用于驱动发动机。在此过程中,唯一的排放物是水和热量。

目前生产的氢燃料大多来自需要使用化石燃料的工艺,而绿色氢气提供了一种零排放的替代品。以绿色氢气为动力的氢燃料电池汽车将创造出完全零排放的太阳动力汽车。

(图示:FCHEA)

MCE 如何追求绿色氢能?

从电力到电力的绿色氢气应用成本高昂,可能需要新建基础设施。这种工艺的效率低、设备成本高,而且缺乏用于电转电绿色氢气应用的公共资金和补助资金,因此是一种昂贵的途径。 MCE 目前正在寻求电力转运输应用,这一方面是由于可以获得财政激励,另一方面是由于运输在加州温室气体排放中占比最大。政府的激励措施和低碳燃料标准 (LCFS) 信用额度等计划使电力运输应用成为绿色氢气商业化的最可行的途径。在 MCE 寻求这一方案的同时,我们也将继续探索从电力到电力解决方案的经济可行方案。

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