光伏制氫應(yīng)用新技術(shù)

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，人們對(duì)能源的需求越來(lái)越大，而現(xiàn)有的能源有限，需要人們不斷發(fā)展新能源，而太陽(yáng)能就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，人們開(kāi)始大力發(fā)展太陽(yáng)能能發(fā)電。2019年發(fā)展最快的清潔能源，非氫能源莫屬。根據(jù)國(guó)際可再生能源署IRENA預(yù)測(cè)，可再生能源制氫將很快成為許多新領(lǐng)域應(yīng)用中最便宜的選擇，德國(guó)、法國(guó)、荷蘭、奧地利、日本、澳大利亞、加拿大、中國(guó)、英國(guó)和美國(guó)正在建設(shè)幾個(gè)大型的綠色氫項(xiàng)目。這些項(xiàng)目在全球的足跡表明，在可再生電力成本下降的幫助下，人們的注意力正在轉(zhuǎn)向本地市場(chǎng)化“綠色氫能”應(yīng)用。

歐盟地區(qū)梅耶博格聯(lián)合其他兩家能源公司在意大利投資年產(chǎn)能2GW光伏電池及組件廠，所生產(chǎn)的產(chǎn)品將用于為氫能項(xiàng)目供電，與此同時(shí)，澳大利亞計(jì)劃開(kāi)發(fā)5GW風(fēng)能和太陽(yáng)能項(xiàng)目用于為國(guó)內(nèi)外制氫供電。中國(guó)也將氫能發(fā)展列入國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略規(guī)劃，國(guó)家電投集團(tuán)投資50億元在江蘇省建設(shè)氫能產(chǎn)業(yè)園，陽(yáng)光電源下半年集中發(fā)力，先后簽訂了550MW的光伏制氫項(xiàng)目。

“綠色氫能”指的是利用來(lái)源于風(fēng)能、太陽(yáng)能以及生物質(zhì)能的可再生電力，通過(guò)電解水制取因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)零排放，所以被眾多能源人士奉為能源轉(zhuǎn)型的重要手段。氫能既可以作為運(yùn)輸燃料，也可以作為長(zhǎng)時(shí)間的電力存儲(chǔ)介質(zhì)。唯一不足的是，一些分析師表示，與使用化石燃料驅(qū)動(dòng)的電解過(guò)程相比，可再生能源(風(fēng)電，光伏等)驅(qū)動(dòng)的電價(jià)相對(duì)昂貴，而綠色氫能的命運(yùn)也將取決于清潔能源價(jià)格的持續(xù)下跌。

換個(gè)角度，減少水解過(guò)程中所需要的能量就是另一種降低成本的方法。

由蘇格蘭格拉斯哥大學(xué)(University of Glasgow)領(lǐng)導(dǎo)的科研小組研究了涂有碲化鉬催化劑的電極，他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電流以特定的高電流脈沖模式作用于電極時(shí)，電解過(guò)程中產(chǎn)生的氫氣量會(huì)增加。通過(guò)優(yōu)化脈沖模式，研究小組表示，新的電解方案可以將產(chǎn)生一定數(shù)量氫氣所需的電量減半。也就是說(shuō)，這種更高效的電解水的方法，可以使每毫伏產(chǎn)生的氫量幾乎增加一倍。

以上研究成果，已經(jīng)發(fā)表在《自然通訊》雜志上，格拉斯哥大學(xué)的阿列克謝.加寧教授(Alexey Ganin)作為科研小組的帶頭人，表示：儲(chǔ)能的未來(lái)有無(wú)限的可能，使用電池做儲(chǔ)能是一種方案，但是氫能也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。我們的研究為更有效、更經(jīng)濟(jì)的通過(guò)電解水產(chǎn)生氫，提供了一個(gè)重要的新視角。”

隨著電解氫在科研方面的創(chuàng)新，氫能應(yīng)用也有了令人驚喜的新案例。今年10月，法國(guó)電力公司Engie和礦業(yè)巨頭英美資源集團(tuán)(Anglo American)宣布合作，共同開(kāi)發(fā)世界上第一輛氫動(dòng)力礦業(yè)運(yùn)輸卡車。

氫燃料電池車(Fuel cell vehicle-FCEV)是使氫或含氫物質(zhì)與空氣中的氧在燃料電池中反應(yīng)產(chǎn)生電力推動(dòng)電動(dòng)機(jī)，采用氫燃料罐取代柴油，用氫燃料電池和蓄電池取代發(fā)動(dòng)機(jī)，從而對(duì)車輛進(jìn)行改裝。據(jù)歐洲媒體報(bào)道，第一輛氫燃料卡車將于明年上路。在氫燃料卡車量產(chǎn)之前，英美資源集團(tuán)位于南非的Mogalakwena PlatinumGroup 金屬礦項(xiàng)目，將進(jìn)行氫燃料相關(guān)的測(cè)試和驗(yàn)證，礦區(qū)內(nèi)的太陽(yáng)能發(fā)電站將為生產(chǎn)氫氣的電解槽提供電力。就在不久前，英美資源集團(tuán)還宣布該公司在位于智利的一個(gè)銅礦安裝了一個(gè)86KW的太陽(yáng)能漂浮電站。實(shí)踐證明，在礦井水庫(kù)表面鋪設(shè)漂浮式太陽(yáng)能陣列，可以顯著降低水汽蒸發(fā)帶來(lái)的損失，在地下礦井中使用氫動(dòng)力卡車可以顯著降低通風(fēng)成本，兩者結(jié)合為采礦行業(yè)的節(jié)能增效帶來(lái)了一個(gè)非常好的解決方案。

隨著光伏制氫的成本逐步降低，“綠色氫能”的應(yīng)用將滲透到更多的行業(yè)，也許在不久的將來(lái)，大街上跑的氫能公交車，就是借助了我們身邊的光伏電站貢獻(xiàn)的清潔電力呢。太陽(yáng)能雖然可以產(chǎn)生很大能量，但是現(xiàn)在的技術(shù)還不足以保證人類所有的運(yùn)轉(zhuǎn)，這就需要我們保護(hù)能源，從自己做起，從身邊的點(diǎn)滴做起，節(jié)約能源，是我們?nèi)祟惷恳粋€(gè)人應(yīng)盡的責(zé)任。