盡管氫是一種清潔能源載體(燃料),但它的生產大大增加了全球碳足跡。此外,環保的氫氣生產成本很高。但有一個更好的解決方案:生物質氣化。
什麼是生物質氣化?
生物質是任何可再生的有機材料,如農業作物殘留物、有機城市固體垃圾、林業廢物和動物廢物。將這些資源在高溫下轉化為燃料和氣體就是氣化。生物質氣化是用有機、可再生的原料生產生物燃料。
在這個過程中,生物質在150°C脫水,然後在氣化爐中用氧化劑加熱到800-900°C。youyuwendushenggao,ganzaodefeizhajiangjie,ranhoufuzadegutitanqinghuahewufenjiechengyiranqiti,ruqingqihehechengqi。zhexieqitiyidanfenlihejinghuajiukeyiyongzuoranliao。
生物質氣化目前是如何使用的?
● 生產氣體
這種可燃氣體的形成被稱為“生產氣體”,chanshengyushengwuzhizaiqihuaguochengzhongdebuwanquanranshao。shengchanqitikeyiqudongneiranji,qudailuyou,zhizaojiachun,jiachunkeyiyongzuorejiranliaohegongyedehuaxueyuanliao。
● 合成氣
生物質氣化在較高的溫度下與氧化劑產生合成氣。合成氣可用於加熱和生產合成化合物,如氨、甲醇和二甲醚。
● 製氫
生物質氣化可以產生氫氣。這種方法利用高溫低壓下的熱化學反應。這個過程產生氫氣、一氧化碳、甲烷、二氧化碳和其他氣體。
如果目標是優化氫氣生產,則應包括合成氣淨化、水氣轉換反應以提高H2濃度,以及加入碳捕獲技術以存儲二氧化碳排放。利用碳捕獲和儲存,生物質製氫是產生淨負二氧化碳排放的唯一方法。
生物質氣化製氫有助於解決兩個關鍵的環境問題:不斷增長的垃圾填滿和碳密集型製氫方法。
氫作為燃料的重要性及其對環境/巴黎協議目標的影響
氫(H)是(shi)地(di)球(qiu)上(shang)最(zui)常(chang)見(jian)的(de)元(yuan)素(su),盡(jin)管(guan)在(zai)正(zheng)常(chang)條(tiao)件(jian)下(xia)它(ta)自(zi)己(ji)並(bing)不(bu)存(cun)在(zai)。由(you)於(yu)其(qi)反(fan)應(ying)性(xing),它(ta)能(neng)迅(xun)速(su)與(yu)其(qi)他(ta)元(yuan)素(su)結(jie)合(he)形(xing)成(cheng)不(bu)同(tong)的(de)有(you)機(ji)和(he)無(wu)機(ji)化(hua)合(he)物(wu),例(li)如(ru)水(shui)(H2O)。
生(sheng)產(chan)氫(qing)氣(qi)的(de)方(fang)法(fa)有(you)很(hen)多(duo)種(zhong),每(mei)一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)在(zai)成(cheng)本(ben)和(he)環(huan)境(jing)友(you)好(hao)性(xing)方(fang)麵(mian)都(dou)有(you)自(zi)己(ji)的(de)優(you)缺(que)點(dian)。氫(qing)合(he)成(cheng)過(guo)程(cheng)中(zhong)排(pai)放(fang)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)越(yue)多(duo),其(qi)生(sheng)產(chan)對(dui)環(huan)境(jing)的(de)好(hao)處(chu)就(jiu)越(yue)少(shao)。

工業中氫的傳統使用
氫已被用於石油煉製和化工行業。根據國際能源署的數據,全球每年大約生產6900萬噸氫氣。其中63%用於化學工業,31%用於煉油,6%用於加工,不到1%用於汽車、卡車和火箭的燃料。
氫能如何幫助實現巴黎協議的目標?
氫的能量密度(33kWh/kg)遠高於汽油和柴油(約12kWh/kg),使其成為一種優秀的能量載體或燃料。氫的最大好處是它是一種清潔的燃料,因為燃燒時隻產生水,不會排放任何有害氣體。
它有潛力使經濟部門和工業流程脫碳,在這些領域,降低碳排放既關鍵又複雜。
但直到最近十年,在工業化國家積極實施減少二氧化碳排放到大氣中的環境項目和《巴黎氣候協議》簽署的背景下,氫才開始被認為是碳氫化合物燃料的真正替代品。
還需要什麼?
以具有競爭力的成本大規模生產氫氣的創新,對於向零碳排放過渡和將全球變暖降至1.5°C至zhi關guan重zhong要yao。測ce試shi和he優you化hua各ge種zhong技ji術shu,包bao括kuo使shi用yong碳tan捕bu獲huo技ji術shu從cong天tian然ran氣qi中zhong生sheng產chan氫qing氣qi的de甲jia烷wan熱re解jie和he等deng離li子zi體ti化hua學xue方fang法fa,對dui於yu實shi現xian巴ba黎li氣qi候hou協xie議yi中zhong設she定ding的de目mu標biao,以yi及ji深shen入ru脫tuo碳tan至zhi關guan重zhong要yao。
由(you)於(yu)經(jing)濟(ji)約(yue)束(shu)和(he)許(xu)多(duo)最(zui)終(zhong)用(yong)途(tu)技(ji)術(shu)的(de)不(bu)成(cheng)熟(shu),新(xin)的(de)氫(qing)經(jing)濟(ji)還(hai)遠(yuan)未(wei)實(shi)現(xian),但(dan)氫(qing)仍(reng)有(you)潛(qian)在(zai)的(de)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)。作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)燃(ran)燒(shao)時(shi)不(bu)會(hui)留(liu)下(xia)碳(tan)足(zu)跡(ji)的(de)燃(ran)料(liao),氫(qing)可(ke)能(neng)是(shi)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)關(guan)鍵(jian)問(wen)題(ti)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。
最近的進展—氫BECCS創新計劃
英國政府於2022年1月啟動了一個新項目,以幫助開發利用可持續生物質和垃圾的製氫技術。
利用500萬美元的政府資金,新的BECCS氫創新項目將幫助開發一個使用BECCS(生物能源與碳捕獲和存儲)的製氫係統。
在BECCS過guo程cheng中zhong,氫qing生sheng產chan過guo程cheng中zhong排pai放fang的de碳tan被bei捕bu獲huo和he儲chu存cun,確que保bao清qing潔jie能neng源yuan的de生sheng產chan。這zhe一yi努nu力li表biao明ming,生sheng物wu質zhi和he氫qing可ke以yi在zai英ying國guo實shi現xian淨jing零ling排pai放fang方fang麵mian發fa揮hui作zuo用yong。
世界上最大的淨負二氧化碳生物質轉化能源設施
Babcock & Wilcox和Kiewit工業聯手建立一個生物質發電廠在路易斯安那州巴吞魯日。200MW的Project Cyclus電力設施將是同類設施中最大的。
該設施將生產無碳排放的航空燃料、綠色氫、生物塑料原料、可再生柴油等。Cyclus項目將使用生物質燃料,包括木材廢料、木屑和甘蔗渣等,利用碳捕捉技術將二氧化碳封存隔離在地下。
安大略省的氫策略
安大略省政府於2022年4月7日發布了首個低碳氫戰略,概述了該省對發展氫行業的願景和期望。
該戰略包括幾項擬議活動,以促進氫生產和擴大發展中的低碳氫經濟。根據該計劃,低檔森林生物質將通過熱解和氣化來生產低碳氫。
未來的前景
氫qing作zuo為wei燃ran料liao的de潛qian力li早zao已yi被bei人ren們men所suo認ren識shi。隨sui著zhe世shi界jie各ge國guo爭zheng相xiang限xian製zhi全quan球qiu變bian暖nuan的de影ying響xiang,它ta作zuo為wei一yi種zhong無wu排pai放fang能neng源yuan載zai體ti的de潛qian力li正zheng在zai重zhong新xin被bei發fa現xian。它ta具ju有you使shi交jiao通tong運yun輸shu、供熱係統和工業運營脫碳的潛力,這些領域目前正麵臨通過可再生能源脫碳的挑戰。





