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如何利用氫能為電池提供動(dòng)力?

作為一種未來(lái)燃料,氫始終是能源市場(chǎng)上的熱門(mén)話題。無(wú)論是綠氫與藍(lán)氫的利弊對(duì)比,還是氫能發(fā)展計(jì)劃或生產(chǎn)新技術(shù),但凡與氫相關(guān),均已在研究之列。發(fā)展氫能潛力巨大,它不僅可以作為燃料,為燃料電池汽車(chē)提供動(dòng)力(盡管造價(jià)高昂),還能與天然氣混合用作加熱。除此之外,氫還可用作可再生能源存儲(chǔ)。據(jù)《悉尼先驅(qū)晨報(bào)》(Sydn
作為一種未來(lái)燃料,氫始終是能源市場(chǎng)上的熱門(mén)話題。無(wú)論是綠氫與藍(lán)氫的利弊對(duì)比,還是氫能發(fā)展計(jì)劃或生產(chǎn)新技術(shù),但凡與氫相關(guān),均已在研究之列。

發(fā)展氫能潛力巨大,它不僅可以作為燃料,為燃料電池汽車(chē)提供動(dòng)力(盡管造價(jià)高昂),還能與天然氣混合用作加熱。除此之外,氫還可用作可再生能源存儲(chǔ)。

據(jù)《悉尼先驅(qū)晨報(bào)》(Sydney Morning Herald)上周的一篇報(bào)道稱(chēng),一家名為L(zhǎng)AVO的公司研制出一種新型氫電池產(chǎn)品,它可以吸收太陽(yáng)能面板產(chǎn)生的電能,并以氫能的形式存儲(chǔ)起來(lái),以供需要時(shí)使用。


這種冰箱大小的電池內(nèi)含一個(gè)電解器,可以將水分解成氫和氧。其中,氫會(huì)被儲(chǔ)存在一組金屬合金纖維制成且裝滿氫化物的容器中。該電池可以連接到太陽(yáng)能面板上,并將其產(chǎn)生的額外電能以氫的形式儲(chǔ)存起來(lái),然后用作氫電池來(lái)為各種設(shè)備供電。


《悉尼先驅(qū)晨報(bào)》的尼克·奧馬利(Nick O’Malley)指出,這種電池是與新南威爾士大學(xué)合作研發(fā)的,每充一次電就可為家庭供電2到3天。此外,該公司的首席執(zhí)行官艾倫·余(Alan Yu)表示,該電池的使用壽命長(zhǎng)達(dá)20年,比家用鋰離子電池更耐用。

目前,這種產(chǎn)自澳大利亞的電池成本超過(guò)3萬(wàn)美元。但盡管如此,由于該電池極具便利性,同時(shí)電池內(nèi)的固態(tài)氫化物消除了氫燃燒的風(fēng)險(xiǎn),使其兼具安全性,該電池早已吸引了一眾買(mǎi)家。

這便是利用氫來(lái)儲(chǔ)存能量的一個(gè)實(shí)例,其效益可謂一箭雙雕。一方面,與動(dòng)輒花費(fèi)數(shù)億美元的電池組相比,這種電池的產(chǎn)能方式不同,因而成本相對(duì)低廉。另一方面,這種儲(chǔ)能方式無(wú)需依賴重大技術(shù)突破就可以利用氫能。

這些氫能是由太陽(yáng)能或風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)產(chǎn)生的額外電力生成的。這些電力起初被儲(chǔ)存在地下洞穴或多用途管道中,當(dāng)電網(wǎng)有更多電力需求時(shí),它們就會(huì)被輸送到發(fā)電廠來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。

通用電氣(GE)是致力于將更多氫能集成到電力系統(tǒng)中的公司之一。該公司表示:“由于燃?xì)廨啓C(jī)的燃料相對(duì)靈活,因此,公司既可配置新的燃?xì)廨啓C(jī)組以供綠氫或類(lèi)似燃料驅(qū)動(dòng),也可升級(jí)設(shè)備,從而用新燃料來(lái)代替天然氣等傳統(tǒng)燃料!贝送猓摴具補(bǔ)充道,這樣做必將帶來(lái)額外成本,但成本高低則取決于渦輪機(jī)的初始配置。

這或許能為我們描繪出一幅未來(lái)圖景:在不久的將來(lái),每個(gè)家庭都能擁有自己的太陽(yáng)能場(chǎng)和電池組。如果技術(shù)足夠先進(jìn),它們可能是鋰離子電池,或者是氫電池。當(dāng)陽(yáng)光普照時(shí),這些電池會(huì)吸收額外電能,然后在夜晚或陰天時(shí)釋放出來(lái)。

有人或許覺(jué)得這太過(guò)理想化,因而難以實(shí)現(xiàn)。就目前而言,情況似乎確實(shí)如此。綠氫價(jià)格高昂,而且其能源轉(zhuǎn)化效率也并不高,這進(jìn)一步增加了成本。據(jù)綠色科技傳媒(Green Tech Media)報(bào)道,通過(guò)電解水生成氫和氧,然后再轉(zhuǎn)化為電能的效率只有35%。相比之下,電池的效率高達(dá)95%。

不過(guò),也有諸如LAVO和新南威爾士大學(xué)共同研發(fā)的這種電池產(chǎn)品。雖然它的價(jià)格也相當(dāng)高昂,但其中的氫容器可以共享使用。因此,在購(gòu)買(mǎi)了這套設(shè)備后,人們可以通過(guò)出租氫容器來(lái)回收成本。這在家庭或小型社區(qū)內(nèi)部是一種很好的解決方案。但就政府,尤其是歐盟而言,它們?cè)诶脷淠芊矫嬗懈甏蟮挠?jì)劃,而這些計(jì)劃很可能會(huì)因?yàn)榫G氫高昂的成本而擱淺。

對(duì)此,挪威雷斯塔能源咨詢公司(Rystad Energy)也有類(lèi)似的見(jiàn)解。盡管該公司重點(diǎn)著眼于離岸風(fēng)力發(fā)電生成綠氫的成本,但由于該成本不僅包括產(chǎn)生電力的成本,還包括將水轉(zhuǎn)化成氫和氧所需的電解槽的成本,因此,太陽(yáng)能發(fā)電生成綠氫的成本實(shí)際與之相差甚微。而大型電解槽造價(jià)高昂,除非取得技術(shù)突破,否則,生成綠氫的成本將比利用天然氣生成氫的成本要高得多。

盡管如此,家庭和社區(qū)的氫能發(fā)展也不容忽視。因?yàn)榧词瓜駠?guó)際清潔交通委員會(huì)(International Council on Clean Transportation)預(yù)測(cè)的那樣,到了2050年,生產(chǎn)綠氫的成本將下降50%,其價(jià)格也仍高于目前灰氫和藍(lán)氫的價(jià)格。因此,雖然家庭和社區(qū)的氫能發(fā)展僅代表著能源轉(zhuǎn)型漫長(zhǎng)道路上的一小步,但其或許比歐盟提出的40吉瓦綠氫產(chǎn)能計(jì)劃更有意義。




作者:李晨圓 來(lái)源:能源輿情 責(zé)任編輯:jianping

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