為什么幾乎所有的工業(yè)大國都押注于綠色氫
2023-12-29 16:12:48氫,或者說綠色氫。雖然對一些人來說,它只是煙霧,但對另一些人來說,它是解決所有排放問題的靈丹妙藥。事實可能介于這兩個前提之間,但不可否認的是,世界主要工業(yè)大國正在促進其發(fā)展。
從中國到歐洲,包括日本,每個國家都有巨大的投資計劃來推廣它的使用。為什么氫被視為使我們的經(jīng)濟脫碳的最有希望的解決方案之一?
一般來說,脫碳問題往往是從汽車和運輸?shù)慕嵌葋砜创?。從根本上說,這是正常的。根據(jù)歐洲環(huán)境署的一份報告,交通運輸約占歐盟二氧化碳排放總量的四分之一(2019年數(shù)據(jù)),其中71.7%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。但它不是唯一的。
在公路運輸中使用氫是一個潛在的解決方案,無論是在帶有燃料電池的電動汽車、公共汽車還是卡車上。然而,這并不是所有工業(yè)大國都滿懷希望地看待氫能源的主要原因。還有其他的原因,每天都在我們眼前,比如化學工業(yè)、鋼鐵或水泥。
根據(jù)日本(氫的最大支持者之一)委托國際能源署(IEA)的一份報告,這種元素提供了一系列大型二氧化碳排放行業(yè)脫碳的途徑,例如長途運輸、化工和煉鋼,這些行業(yè)的大幅減排已被證明具有挑戰(zhàn)性。
與此同時,這是任何經(jīng)濟體的三個關(guān)鍵行業(yè),因為它們幾乎影響到一個國家整個財富創(chuàng)造的范圍。即使是一個沒有強大的化學或鋼鐵工業(yè)的國家,也要依靠這些部門才能使它擁有的其他部門正常運作。
從紡織品到航空,化工行業(yè)對幾乎所有制成品都至關(guān)重要。包括建筑和汽車在內(nèi)的許多行業(yè)都依賴于鋼鐵工業(yè)。同時,這些行業(yè)要避免碳排放也非常具有挑戰(zhàn)性。
以鋼鐵行業(yè)為例,其對全球二氧化碳排放量的貢獻非常大。根據(jù)Carbon Brief發(fā)表的研究,鋼鐵行業(yè)的二氧化碳排放量占全球的11%。事實上,報告指出,全球僅553家傳統(tǒng)鋼鐵廠的二氧化碳排放量就占二氧化碳總排放量的9%。在歐洲,鋼鐵行業(yè)的排放量占整個大陸總排放量的7%。
所有這一切都是由于該行業(yè)使用大量的化石燃料,特別是焦煤,用于生產(chǎn)鋼鐵。
此外,國際能源署預測,到2050年,全球鋼鐵產(chǎn)量將增加三分之一。因此,對鋼鐵進行脫碳與對交通運輸進行脫碳同樣重要。鋼鐵行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是在生產(chǎn)過程中找到碳的替代品。
我們談?wù)摰牟粌H僅是一種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(fā)揮重要作用的能源組合來實現(xiàn),而是關(guān)于鋼鐵的實際生產(chǎn)。
對氫的推動將來自重工業(yè),而不是運輸業(yè)
為什么氫似乎是這些行業(yè)脫碳的唯一可能途徑?最好的例子是碳鋼,這是最常見的,主要用于建筑。
鋼鐵是通過將鐵礦石與焦炭(一種煤)混合,并將混合物加熱到1600°C左右的溫度來獲得的。這樣,鐵就從構(gòu)成它的其他成分中分離出來,得到了比普通鐵強得多的鋼。
以顆粒的形式生產(chǎn)鐵礦石和生產(chǎn)焦炭會產(chǎn)生大量的二氧化碳。例如,為了得到焦炭,煙煤被加熱到500到1100攝氏度的高溫。
在這個過程中,得到一種由90%到95%的碳組成的燃料。一旦這些碳被用作鋼鐵制造的燃料,它們中的絕大部分將以二氧化碳的形式釋放到空氣中。
正是在這個制造過程中,氫開始發(fā)揮作用。不是將鐵與焦炭混合以去除氧,而是加入可再生來源的氫,從而獲得所需的鋼(水作為副產(chǎn)物)。這就是所謂的綠色鋼鐵。
到目前為止,幾乎所有關(guān)于鋼鐵行業(yè)脫碳的建議都集中在綠色氫的使用上,無論是在調(diào)理鐵礦石還是在實際金屬生產(chǎn)中,無論是鋼還是鋁。
換句話說,如果鋼鐵行業(yè)要脫碳,就必須使用綠色氫。到目前為止,它還沒有真正重要的替代品,不像交通運輸行業(yè),它也可以依賴電動汽車,無論是電池驅(qū)動的還是燃料電池驅(qū)動的。
目前,綠色氫的成本過高,因為它的產(chǎn)量還微不足道。從納米比亞到西班牙,為了滿足未來全球?qū)G色氫的需求,已經(jīng)啟動了幾個項目。
但是,如果鋼鐵、水泥、化學等重工業(yè)大規(guī)模采用綠色氫,它的價格將大幅下降。僅在鋼鐵行業(yè),預計到2050年,每年將為這些目的分配1.2億噸綠色氫。
目前使用不可再生氫的行業(yè),如化肥生產(chǎn),也是最需要綠色氫的行業(yè)。據(jù)估計,到2050年,全球每年將需要大約5000萬噸。
大多數(shù)工業(yè)大國都認為這將成為事實,因為這些行業(yè)別無選擇!
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