最有利于将氢燃料转化为世界尚未见到的脱碳能源最大来源的之一

本周末，在长野县轻井泽山区度假村，G20能源部长将接受国际能源机构(IEA)关于清洁氢气发挥状况的研究，并提出立即采取实际措施加速发展的建议。氢气是世界上最重要的清洁能源输送和储存机制。支持者称，氢气能够使全球主要工业部门脱碳，从电力供应到运输，农业和钢铁制造。

如果这一切听起来都很熟悉，即使IEA博客也提到“氢气是未来的燃料 - 而且永远都是”的老笑话。但澳大利亚政府，首席科学家Alan Finkel，澳大利亚可再生能源机构，联邦科学与工业研究组织(CSIRO)，Fortescue Metals的Andrew Forrest以及全国众多研究中心认为氢气的时间已接近，原因有三：

人类活动脱碳的迫切重要性是不可否认的，风能和太阳能资源领域需要超越输电线路的能源输出方法，以扩大其覆盖范围，应用范围和可靠性;

和韩国这些依赖能源进口的制定了将氢气作为其经济中主要燃料的路线图，以及对散装清洁氢气的直接需求;

CSIRO氢能系统未来科学平台的领导者丹尼尔罗伯茨表示，“与此同时，”关键技术组件 - 特别是燃料电池和电解槽 - 和可再生能源的成本正在下降到他们开始看到他们接近甚至与他们寻求取代的一些系统相提并论。

罗伯茨是周四由澳大利亚科学媒体中心召集的专家小组之一，旨在向科学作家和记者解释氢工业的机遇和挑战，以便向澳大利亚公众正确告知氢的潜力。

出口替代煤炭

澳大利亚大学能源变化研究所所长Ken Baldwin说，无论你如何看待澳大利亚新煤矿的爆发感，他说：“我们面前的有趣未来就是世界在本世纪中叶走向碳中和经济，对煤炭和天然气以及其他化石燃料出口的需求最终将下降。什么会取而代之?“

在世界范围内，如果尚未广泛部署，正在探索使用氢燃料电池不仅为汽车提供动力，而且还使用公共汽车，重型车辆，火车，叉车和起重机等材料处理以及运输。

澳大利亚研究理事会电磁材料科学卓越中心能源项目负责人Douglas MacFarlane说，澳大利亚的氢气出口行业已经成为现实。维多利亚州的一项褐煤气化项目旨在生产所谓的黑色 - 即不可再生的 - 氢气，以帮助满足2020年奥运会的能源需求。昆士兰科技大学上周出口了第一批绿色氢气，采用住友电工株式会社开发的聚光太阳能光伏阵列，将甲苯转化为运输安全的氢载体甲基环己烷。

这一突破代表了克服全面出口行业成本和运输障碍的潜在途径。

什么在保持氢的盖子?

MacFarlane解释说，虽然可再生能源 - 特别是太阳能 - 的成本具有竞争力并且在不断下降，但是将水催化成氢气和氧气部件所需的设备价格昂贵，而且还不够有效，无法充分利用所需的能源。推动这个过程。

此外，他说，低压水分解技术目前只能“在几十个大气压下生产氢气”，适用于直接将氢与现有气体混合的产品，类似于向汽油中添加乙醇。据麦克法兰称，“700大气压是氢气对电动汽车加油站所需的压力”。他说，研发任务是降低在适合加油和出口的更高压力下产生氢气的成本。

运输带来了另一个成本挑战，因为以液化形式运输氢气的方法需要冷却到极端程度是非常耗能的。MacFarlane表示，开发有效催化氢气转化为氨的途径将使氢气在运输和管道技术中得以运输，而这种技术已经在氨肥制造业中得到了很好的应用“。

Roberts同意“氨几乎是一种现成的解决方案，需要转变为能源环境”。

钢铁新出口

澳大利亚最大的潜在应用之一就是储存和随时可用的可再生能源，这是将铁矿石转化为钢铁的能源密集型过程的脱碳。在岸上制造澳大利亚矿业的增值产品将提供出口，以填补煤炭需求下降所留下的空白。

这是亚洲可再生能源中心的愿景的一部分，为西澳大利亚州西部的皮尔巴拉提供11 GW发电容量 - 3.5 GW太阳能，7.5 GW风力发电，其中8 GW的容量用于制氢和3 GW适用于该地区的能源用户。

Roberts说，氢作为可再生能源储存介质的一个特点是电解槽能够快速吸收多余的能量。“他们可以非常迅速地对电网中的波动做出反应，并将氢存储在峰值中并在低谷期间将其用完，”他说。他补充说，这意味着电解槽可用于建造更大，更稳定的基于可再生能源的电网。

尽管澳大利亚在产生大量太阳能方面具有独特的潜力，但智利和中东也在准备利用其太阳能资源进行氢气生产和出口。

作为他在澳大利亚科学媒体中心的小组展示的一部分，麦克法兰包括一张世界热图，显示澳大利亚是太阳强度最大的路上最大的陆地。他将一个小黄色方块叠加在一起，规模为62,500公里 - 大约相当于澳大利亚四大养牛场的规模 - 并说：“如果你把标准的商业太阳能电池放在那块土地上，你每年可以产生25千瓦时的能量，这是整个世界的总电力需求 - 就在那个小盒子里。“

增加了海水淡化的成本

他的观点是，澳大利亚拥有建设氢工业的可再生能源，其研究重点是降低成本和展示水分解技术的可扩展性。

“在澳大利亚，我们必须永远忘记的另一件事是供水，”麦克法兰说。在很大的范围内，很明显澳大利亚将不得不使用海水进行制氢，这意味着将海水淡化过程和成本纳入氢气生产方程式。

所有三位专家都认为全球碳定价是必然的，当强加于化石燃料和化石燃料的过程时，绿色氢的价格将更具吸引力。“价格问题还没有完全发挥出来，”鲍德温说，“这项技术正在迅速发展，世界各地的政府系统最终都在朝着碳价格的方向发展。”我们必须“看看他指出，“碳限制世界”。

IEA称它“将帮助政府为氢气制定正确的政策”。让我们看看这个周末。

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