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    如何利用氫能為電池提供動力?

    2021-01-26 06:39:14 太陽能發電網
    作為一種未來燃料,氫始終是能源市場上的熱門話題。無論是綠氫與藍氫的利弊對比,還是氫能發展計劃或生產新技術,但凡與氫相關,均已在研究之列。發展氫能潛力巨大,它不僅可以作為燃料,為燃料電池汽車提供動力(盡管造價高昂),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。據《悉尼先驅晨報》(Sydn
    作為一種未來燃料,氫始終是能源市場上的熱門話題。無論是綠氫與藍氫的利弊對比,還是氫能發展計劃或生產新技術,但凡與氫相關,均已在研究之列。

    發展氫能潛力巨大,它不僅可以作為燃料,為燃料電池汽車提供動力(盡管造價高昂),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。

    據《悉尼先驅晨報》(Sydney Morning Herald)上周的一篇報道稱,一家名為LAVO的公司研制出一種新型氫電池產品,它可以吸收太陽能面板產生的電能,并以氫能的形式存儲起來,以供需要時使用。


    這種冰箱大小的電池內含一個電解器,可以將水分解成氫和氧。其中,氫會被儲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能面板上,并將其產生的額外電能以氫的形式儲存起來,然后用作氫電池來為各種設備供電。


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

    目前,這種產自澳大利亞的電池成本超過3萬美元。但盡管如此,由于該電池極具便利性,同時電池內的固態氫化物消除了氫燃燒的風險,使其兼具安全性,該電池早已吸引了一眾買家。

    這便是利用氫來儲存能量的一個實例,其效益可謂一箭雙雕。一方面,與動輒花費數億美元的電池組相比,這種電池的產能方式不同,因而成本相對低廉。另一方面,這種儲能方式無需依賴重大技術突破就可以利用氫能。

    這些氫能是由太陽能或風力發電場產生的額外電力生成的。這些電力起初被儲存在地下洞穴或多用途管道中,當電網有更多電力需求時,它們就會被輸送到發電廠來驅動渦輪機發電。

    通用電氣(GE)是致力于將更多氫能集成到電力系統中的公司之一。該公司表示:“由于燃氣輪機的燃料相對靈活,因此,公司既可配置新的燃氣輪機組以供綠氫或類似燃料驅動,也可升級設備,從而用新燃料來代替天然氣等傳統燃料。”此外,該公司還補充道,這樣做必將帶來額外成本,但成本高低則取決于渦輪機的初始配置。

    這或許能為我們描繪出一幅未來圖景:在不久的將來,每個家庭都能擁有自己的太陽能場和電池組。如果技術足夠先進,它們可能是鋰離子電池,或者是氫電池。當陽光普照時,這些電池會吸收額外電能,然后在夜晚或陰天時釋放出來。

    有人或許覺得這太過理想化,因而難以實現。就目前而言,情況似乎確實如此。綠氫價格高昂,而且其能源轉化效率也并不高,這進一步增加了成本。據綠色科技傳媒(Green Tech Media)報道,通過電解水生成氫和氧,然后再轉化為電能的效率只有35%。相比之下,電池的效率高達95%。

    不過,也有諸如LAVO和新南威爾士大學共同研發的這種電池產品。雖然它的價格也相當高昂,但其中的氫容器可以共享使用。因此,在購買了這套設備后,人們可以通過出租氫容器來回收成本。這在家庭或小型社區內部是一種很好的解決方案。但就政府,尤其是歐盟而言,它們在利用氫能方面有更宏大的計劃,而這些計劃很可能會因為綠氫高昂的成本而擱淺。

    對此,挪威雷斯塔能源咨詢公司(Rystad Energy)也有類似的見解。盡管該公司重點著眼于離岸風力發電生成綠氫的成本,但由于該成本不僅包括產生電力的成本,還包括將水轉化成氫和氧所需的電解槽的成本,因此,太陽能發電生成綠氫的成本實際與之相差甚微。而大型電解槽造價高昂,除非取得技術突破,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,家庭和社區的氫能發展也不容忽視。因為即使像國際清潔交通委員會(International Council on Clean Transportation)預測的那樣,到了2050年,生產綠氫的成本將下降50%,其價格也仍高于目前灰氫和藍氫的價格。因此,雖然家庭和社區的氫能發展僅代表著能源轉型漫長道路上的一小步,但其或許比歐盟提出的40吉瓦綠氫產能計劃更有意義。




    作者:李晨圓 來源:能源輿情 責任編輯:jianping

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