一组研究人员发现,氢基燃料应主要用于航空或工业过程等无法电气化的行业。生产这些燃料效率太低,成本高昂,供应也不确定,无法广泛取代化石燃料,例如汽车或取暖房。对于大多数行业来说,直接使用电力,例如电池电动汽车或热泵,更经济。普遍依赖氢基燃料,而保持燃烧技术有可能进一步锁定化石燃料的依赖和温室气体排放。

波茨坦气候影响研究所(PIK)的主要作者法尔科·尤克特说:"氢基燃料可以成为一个伟大的清洁能源载体——然而,氢燃料的成本和相关风险也很大。"以氢气为基础的燃料作为通用的气候解决方案可能有点虚假的承诺。虽然它们用途广泛,但不应期望它们广泛取代化石燃料。氢基燃料可能稀缺,至少再过十年就没有竞争力了。押注于它们的广泛使用可能会增加对化石燃料的依赖:如果我们坚持燃烧技术,希望用氢基燃料喂养它们,而这些燃料的成本太高,而且稀缺,那么我们最终将进一步燃烧石油和天然气并排放温室气体。这可能危及短期和长期气候目标。
展台设计
优先考虑航空和钢铁生产等应用

Ueckerdt 说:"因此,我们应该将这些珍贵的氢基燃料优先用于它们不可或缺的应用:长途航空、化工生产中的原料、钢铁生产以及潜在的一些高温工业工艺。"这些部门和应用我们很难直接实现电气化。研究人员确定了"氢气和电子燃料需求的优劣顺序":对使用这些新燃料的地点进行优先定向。

所谓的绿色氢是通过一种叫做电解的过程产生的。为了将稳定的H2O水分子转化为氢气和氧气,需要大量的电力。然后,氢气可以用来合成碳氢化合物燃料,由此产生的电燃料或电子燃料比电力或纯氢更容易储存和运输。"最重要的是,电子燃料可以在传统的燃烧过程和发动机中燃烧,从而直接替代化石燃料,"该论文的合著者Gunnar Luderer说。但是,鉴于化石的可用性有限,认为可以这样完全替换化石是错误的展台设计

驾驶一辆使用氢基燃料的汽车需要比电池电动汽车多五倍的能量

"我们目前还远未达到100%的可再生能源——因此,高效利用它是关键。然而,如果我们使用氢基燃料而不是直接电气化替代品,则需要2至14倍的发电量,这取决于应用和相应的技术,"保罗·舍雷尔研究所的合著者罗曼·萨基说。效率损失既发生在供应方面,也发生在氢基燃料的生产过程中,也发生在需求方面——内燃机比电气发动机消耗更多的能源。

"低能源效率导致脆弱的气候有效性,"萨基说。"如果用目前的电力组合生产,氢基燃料将增加——而不是减少——温室气体排放。对于2018年德国的电力组合,在汽车、卡车或飞机上使用氢基燃料的温室气体排放量将比使用化石燃料多出约三到四倍。相比之下,电动汽车或卡车造成的温室气体排放量相当于或低于大多数国家已经基于当今电力组合的柴油或汽油汽车的温室气体排放量。

"只有真正基于可再生能源的电力系统,氢基燃料才能成为帮助稳定气候的有效手段,"合著者乔丹·埃弗拉尔说。因此,氢基燃料显然需要积累大量额外的可再生能源生产设施。

氢基燃料的温室气体减排成本目前约为每吨1000欧元

即使假设100%可再生电力,避免一吨CO的成本2研究人员计算,目前使用氢基燃料的液体排放量为800欧元,气态燃料的排放量为1200欧元。这比当前的CO要高得多例如,欧洲排放交易计划的价格,目前低于每吨50欧元。但是,如果 CO 推动的技术持续进步2价格以及补贴和投资氢气和相关行业,到2050年这些CO2液体和气态电子燃料的减排成本可能降至20欧元左右。

因此,随着CO的增加2到2040年,氢基燃料的价格可能会变得具有成本竞争力。鉴于减少温室气体排放以稳定气候的紧迫性,对于存在直接电气化替代方案的部门来说,为时已晚展台设计

碳定价是提高氢基燃料竞争力的必要措施

尽管未来成本存在不确定性,但氢基燃料仍有潜力成为在 2040-50 年左右取代所有剩余化石燃料的后盾技术。然而,实现这一目标取决于大规模的政策支持,事实上,在商业案例仅仅通过提高碳定价来获得补贴之前,大约20年的补贴,"Falko Ueckerdt说。"总体政策战略可以依靠两个支柱:第一,广泛的技术支持,以促进创新和初步扩大规模,包括直接电气化。其次,大量的碳定价和能源税改革共同为所有技术创造了一个公平的竞争环境,从而在直接电气化和间接电气化之间实现了合理的平衡展台设计。

"氢基燃料的长期愿景是有希望的,"冈纳·卢德勒说。"利用全球太阳带的巨大风能和太阳能潜力,可以在全球交易电子燃料,从而解决日本或欧洲等人口稠密国家的可再生能源瓶颈。然而,由于国际和国家气候目标要求立即减排,从气候角度来看,直接电气化应首先确保所有人的安全未来。

来源:氢启未来网

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