氢是自然界中发现的最丰富的元素 它是未来充满希望的无碳经济的燃料

  • 2021-09-18 18:15:12
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氢是自然界中发现的最丰富的元素。它是未来充满希望的无碳经济的燃料。然而,它仍在化学工业中生产和使用,用于生产氨、化肥和炼油厂。氢的今天和明天之间的区别在于,现在它是由天然气和煤炭等化石燃料生产的,而未来它将由水和风能和太阳能等可再生能源生产。水含有氢和氧。氢气可以通过电解水来提取,主要是通过水流和来自风能和太阳能发电厂的电流。氢的未来的另一个不同之处在于它的使用。它将扩展到运行汽车、卡车、火车甚至飞机的运输部门。替代煤炭、焦炭、天然气进入炼钢领域。预计到 2030 年将开始商业化,到 2050 年将成为主要燃料,部分或完全取代石油、天然气和煤炭等化石燃料。

在 EV(电动汽车)的情况下,氢气出现得稍晚一些。电动汽车有两种类型;BEV(电池电动汽车)和 FCEV(燃料电池电动汽车)。FCEV 以氢为燃料。FCEV 被著名企业家 Ion Musk 嘲笑为“傻瓜车”。日本人在推广燃料电池汽车方面表现出了坚韧不拔的态度。燃料电池在日本历史悠久,已用于住宅部门的热电联产应用,效率超过 90%。

氢的来源分为三种: 1. 由水和可再生能源产生的绿色氢;2. 以天然气为原料制取灰氢;它的另一个变种是由煤制成的黑氢;3、蓝色氢气也来源于天然气。但是,过程中产生的 CO2 会被捕获和储存,并可能在需要时使用。

绿色氢取决于纯水和可再生能源的可用性。水在电解槽中被电解。在这方面已经有各种技术;碱性和 PEM(质子交换膜)。随着市场的扩大,电解槽的成本和价格正在下降。2021 年 1 月,加拿大最大的 20 兆瓦电解槽投入使用。

世界各地都在对氢气进行投资。在过去两年中,已宣布电解槽容量为 70GW。预计这将使电解槽的单位资本支出率降低 65%。到 2030 年,生产绿色氢的成本将降至 2 美元/公斤以下。 31 个国家已经宣布了氢目标。预计到 2050 年,氢能满足全球 22% 的能源需求,市场价值超过 2 万亿美元。

印度于 2021 年 8 月 15 日启动了其国家氢能任务。印度到 2030 年生产 450 吉瓦可再生能源(太阳能和风能)的目标将有助于以更低的成本生产绿色氢。有观点认为,在过渡期间,可能会产生蓝色氢,最终产生绿色氢。印度石油公司宣布计划在其位于北部城市马图拉的炼油厂建造印度第一座绿色氢气工厂。在私营部门,Reliance 已经制定了进入绿色氢领域的计划。沙特和阿联酋的投资正被吸引到印度生产氢气。有计划在天然气供应管道中添加氢气,并在压缩天然气中添加氢气。研发中心安装了两个加氢站。

塔尔煤可以成为黑氢的重要来源。有通过塔尔煤气化生产天然气或柴油的项目构想。这些项目可以转化为氢气的生产。氢气和合成气概念之间可能存在选择或竞争。肥料生产可以在矿场转化为氢气,或者氢气可以运输到位于信德省上游的化肥厂。由于天然气供应和成本问题,有一个钢铁项目处于休眠状态,可以恢复。本项目可使用煤制氢。巴基斯坦钢铁公司可以使用一些氢气。炼油厂需要氢气用于脱硫过程。尽管可能必须进行明确的成本研究,但基于煤的氢可以与气化产品一样经济。

氢气可以成为出口的重要燃料。如果巴基斯坦能够在中长期内安装制氢基础设施,它可以期待出口氢气而不是进口燃料。沙特阿拉伯已经在实施一个生产氢气的项目。氢市场在国际上的发展可能比在巴基斯坦国内发展得更快。

关于氢,我们应该做什么?当新技术开始敲门时,对于任何发展中国家来说,这是一个典型的问题。人力和财政资源是有限的,未来不是一个规划的领域。如果每个人都向前迈进,而我们却没有,并因各种社会、政治和经济限制而停滞不前,那么无论我们目前拥有什么,都会危及我们的自由和自由。总有事情可以做。没有那么绝望。有选择、选择和机会。可以开始并绘制路线,并且可以整合、动员和应用任何可用资源。

可以在Thatta、Jhimpir和Gharo等风电地区启动生产绿色氢的试点项目。这些地区通常有多余的/未利用的电力。然而,不必仅仅因为风能而限制在一个地区。太阳能在巴基斯坦几乎无处不在。电解槽可以提供给大学和其他研发中心,以产生绿色氢气生产方面的专业知识。建议 GoP/规划委员会可以组织一个由工业、学术界和政府组成的氢专家小组来制定和推荐未来 10-20 年的氢政策和计划。

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