MCE 的能源专家系列深入探讨了更复杂的能源主题。通过我们的 能源专家系列。寻找更多基础知识?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,生产时不会排放温室气体,可用于各种能源应用。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,氢气可以以液态形式储存,并使用与传统加油站相同的流程泵入车辆。它还可以用于 加热和储能. 氢燃料可以通过以下方式产生 几个过程, 包括热能、电解、太阳能和生物能。当燃料电池中消耗氢燃料时,唯一的副产品是水,从而形成一种完全清洁的能源。
热处理
热处理工艺可产生目前使用的 95% 氢燃料。碳氢化合物燃料(包括天然气、柴油、煤、沼气和可再生液体燃料)与蒸汽重整,发生反应生成氢气。
电解利用电力将水分子分解为氢和氧。与热过程不同,电解可以完全由可再生能源提供动力,从而产生一种零碳燃料,也称为绿色氢。
太阳能驱动的过程
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、专门的半导体将水分解成氢和氧、或聚光太阳能驱动水分解反应。
生物过程
生物过程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点。
什么是绿色氢?
绿色氢是通过可再生能源技术生产的氢燃料。可再生能源驱动的电解将水分子分解为氢和氧,捕获并储存氢以用作燃料。使用太阳能等可再生技术可使这一过程完全无碳。绿色氢是迈向无碳未来的最新工具之一。
在加州,绿色氢能颇具吸引力,因为中午时分太阳能供应过剩。这些过剩的太阳能可用于电解以产生和储存绿色氢能。如需了解有关加州太阳能供应过剩的更多信息,请阅读我们的 能源专家:鸭子曲线 博客文章。好消息是,绿色氢能有助于解决鸭形曲线问题。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,同时减轻电网压力并提高电网可靠性。
电对电应用
使用绿色氢能的一种方式是电转电应用。对于这些应用,电力用于产生氢气,然后氢气用于产生长时间可调度的电力。电转电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,并在高峰需求时段用作燃料,通过燃气轮机或燃料电池发电。在这种情况下,氢气充当一种能量储存形式,将生产从不需要的时间转移到需求高的时候。电转电应用提高了电网可靠性,减少了晚上对天然气调峰电厂的需求。
电力运输应用
电力运输应用允许利用太阳能产生绿色氢气,然后用作燃料 氢燃料电池汽车. 这些车辆只需几分钟就能像使用液体燃料的燃气车辆一样启动。氢燃料通过燃料电池,燃料电池将氢分解成电子,用于驱动发动机。这一过程的唯一排放物是水和热量。
虽然目前生产的氢燃料大部分来自需要使用化石燃料的工艺,但绿色氢能提供了一种零排放的替代方案。以绿色氢为动力的氢燃料电池汽车将打造出一种完全零排放的太阳能汽车。
(图片来源:FCHEA)