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風能如何幫助潔淨氫能走向零碳未來

出處 ENERGY.GOV 作者 侯復鐘 摘譯 年份 2022/01/06
報告類型 新聞報導 分類 新及再生能源 資料時間 2022年1月
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       為達成美國拜登總統於 2050 年前零碳排放能源經濟的目標,其他重度能源依賴相關如運輸、建築、工業及農業等需要更新穎的解決方案填補再生能源的不足。

       提煉氫氣提供了解決方向,利用電力將水分子分解產生氫氣並儲存,提供了另一個能源形式儲存。尤其是電力來自再生能源時,氫氣生產不會排放過多的溫室氣體。特別是海上風能,若將能源轉換為氫氣再將其送回岸上,不但提供儲存功能還能緩解電網負擔。因此各國政府和能源公司都對離岸風電製氫表現出相當興趣。如《離岸風電市場報告:2021 年版》中所詳述,全球已經提出多個研究項目。簡而言之,氫可能是未來在多個能源領域實現零碳排放的關鍵選擇。

再生能源儲存

       氫氣形式的能源儲存,可以有效的避免二氧化碳排放以及能源的浪費。雖然電池儲能也能提供相同功能,但卻無法滿足季節性和長期儲存的需求,與其浪費可能的風能電力,不如將其轉化為氫氣,可於必要時候藉由燃料電池或氫驅動渦輪機轉換回電力形式。

氫氣的用途

      除了能源儲存,氫氣也有多種工業用途,包括煉油、氨生產、甲醇生產和鋼鐵生產等。潔淨氫氣可以顯著減少這些工業的碳足跡。因此美國能源部(DOE) 的H2@Scale計劃正在研究氫氣可能的應用方法,包括高排碳的重工業相關應用。

未來挑戰

       儘管氫氣可能成為未來的重要能源,目前仍然存在相當大的侷限性。由於高生產成本,使得再生能源氫氣產量低於總氫氣產量1%,反而是天然氣能產生氫氣佔 95%。為了減少氫氣生產的碳足跡並實現規模化氫氣使用,美國能源部於2021年6月7日宣布了氫彈計畫(Hydrogen Shot),旨在10年內將氫氣生產成本降低80%至每1公斤1美元。

      另外,由於氫氣易燃且能量密度低,因此儲存和運輸也是一個挑戰,包含加壓、冷卻、運輸管道等設備。

風能製氫展望

       雖然風能產氫僅佔能源結構的一小部分,但利用風能生產的氫氣可能成為全球零碳未來的關鍵組成部分。隨著海上風能等再生能源的增長,生產和儲存氫氣的機會也將擴大,可以幫助全世界滿足未來的能源需求。