在汽車領(lǐng)域,始終有人堅(jiān)信“氫是未來(lái)的燃料(并且永遠(yuǎn)會(huì)是)”。外媒稱最近的一系列研究進(jìn)展表明,我們可能正在接近“氫”這一宇宙中已知最小分子的臨界點(diǎn)。
加速開發(fā)用于重型卡車的燃料電池有望促進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),并帶來(lái)有助于輕型燃料電池電動(dòng)汽車(FCEV)普及所需的資金。可再生能源的迅速發(fā)展使人們萌生出用氫氣來(lái)存儲(chǔ)多余電網(wǎng)電力的需求,目前一種低成本生產(chǎn)綠色氫氣的新穎方法即將問世。
美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(National Renewable Energy Laboratory)高級(jí)研究員、燃料電池組負(fù)責(zé)人Bryan Pivovar在最近一次討論中向我透露,他的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)與其他五個(gè)國(guó)家的實(shí)驗(yàn)室共同在氫能源領(lǐng)域進(jìn)行合作,研究將20%的氫氣摻入天然氣基礎(chǔ)設(shè)施中的情況。據(jù)其所述,氫氣可以由太陽(yáng)能和風(fēng)能通過電解產(chǎn)生,因此該課題有助于減緩天然氣基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生的碳足跡。
由于氫的能量密度較低且比甲烷更容易爆炸,Bryan Pivovar一組人還將花費(fèi)兩年時(shí)間評(píng)估氫/甲烷混合物的安全性和工作效率。
豐田、現(xiàn)代、戴姆勒和沃爾沃都在生產(chǎn)重型燃料卡車。重型燃料卡車首先應(yīng)用在各地貨物運(yùn)輸和港口物資運(yùn)輸上,長(zhǎng)途氫燃料電池卡車的發(fā)展會(huì)緊隨其后。在預(yù)期的百萬(wàn)英里使用壽命中,一輛長(zhǎng)途柴油卡車所需的燃料費(fèi)用是輕型燃料電池電動(dòng)汽車(FCEV)購(gòu)買價(jià)格的3倍。對(duì)于輕型車輛,燃料成本與車輛購(gòu)買價(jià)格的壽命比接近1:1,由于FCEV效率更高,雖然它的動(dòng)力總成可能會(huì)比柴油發(fā)動(dòng)機(jī)昂貴,但其在整個(gè)生命周期內(nèi)仍然具有良好的經(jīng)濟(jì)意義。
加拿大Proton Technologies of Calgary公司此前發(fā)現(xiàn)一種技術(shù):將氧氣注入油田可從廢棄的油氣井中提取純氫氣。然后,這些氫氣經(jīng)過僅允許氫氣進(jìn)入的過濾器進(jìn)入生產(chǎn)井并隨后到達(dá)地面,該過程把所有的碳都隔離在地下。其機(jī)理是首先將液氧從空氣中低溫分離出來(lái),分離之后的氧氣在足夠的壓力下迅速蒸發(fā),并迫使其進(jìn)入井中,氧氣通過井底儲(chǔ)有的水后溢出。在水/油(或氣)界面,它氧化并產(chǎn)生熱量和蒸汽,從而為氣化、熱解、水熱裂解和水氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)提供動(dòng)力。
氫氣是一種無(wú)碳燃料,燃燒后不產(chǎn)生二氧化碳(CO2)。Proton的技術(shù)能夠以低于0.3美元/千克的預(yù)期成本生產(chǎn)清潔的氫氣,其成本遠(yuǎn)低于通過蒸汽甲烷重整生產(chǎn)氫氣的2.00-3.00美元/千克,其碳強(qiáng)度也低于使用風(fēng)能或太陽(yáng)能通過電解法制氫的強(qiáng)度。
在全球5萬(wàn)個(gè)油田中,超過一半已經(jīng)枯竭或廢棄。大量油田并不是因?yàn)橘Y源枯竭而廢棄,而是因?yàn)槠溟_采經(jīng)濟(jì)性達(dá)到了極限,其實(shí)地表之下還蘊(yùn)藏著大量石油。比較好的一點(diǎn)是,這些廢棄油田中有許多都靠近人員密集區(qū)和能源基礎(chǔ)設(shè)施,這在極大程度上簡(jiǎn)化了交通運(yùn)輸。
氫本身作為運(yùn)輸燃料可能還沒有經(jīng)濟(jì)意義,建立能夠存儲(chǔ)多余綠色能源的氫基礎(chǔ)設(shè)施本身也可能沒有意義。但是將它們組合在一起,并利用廢棄的油井網(wǎng)絡(luò)來(lái)生產(chǎn)清潔、廉價(jià)的氫氣,我們就會(huì)比以往更加接近未來(lái)的燃料。