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各国发力“能源创新竞赛”,合成石油、热泵、二氧化碳电池 谁更优?

作者:中国储能网新闻中心 来源:华舆 发布时间:2022-09-02 浏览:

中国储能网讯:西班牙《阿贝赛报》网站7月25日刊登题为《热泵、二氧化碳电池、氢气瓶和合成石油:能源创新在黑暗隧道中寻找“应急灯”》的文章,作者是亚历克西娅·科伦巴·赫雷斯。全文摘编如下:

世界正身处一个能源十字路口,面对着回归煤炭或继续押注绿色能源等替代方案,各国纷纷加入了一场疯狂的竞赛。

各种能源创新项目正在成为应对能源危机的可行选项。其中一项提议涉及到对从地下开采石油的依赖转向使用人工合成石油。非政府组织“运输和环境组织”的政策官员卡洛斯·里科介绍说,合成石油也被称为合成燃料,“它是由氢和碳构成的。与传统石油的形成方式不同,电力在这方面发挥了重要作用。水的电解将氢和氧分离出来,碳可以从空气中的二氧化碳中提取,然后再通过相关化学过程将氢和碳结合在一起”。

如果使用的电力来自可再生能源,那么这一人工过程就会具有可持续性。合成燃料的主要应用领域可能会是航空、海运,我们还将看看它们是否能在卡车运输方面占有一席之地。其优点是,对于非常难以实现脱碳的交通工具(例如飞机)来说,这是最好的选项之一。此外,如果先从空气中捕获二氧化碳,随后在燃烧合成燃料时将其释放回大气中,那么产生的污染是中和的。目前正在生产的合成燃料数量可能会迅速增加。澳大利亚、美国和多个南美国家都在这一领域进行投资。

合成燃料的主要竞争对手将是电动汽车、由绿氢驱动的汽车以及由生物燃料驱动的汽车。但随着运输里程变得越来越长,需要更大、更重的电池以增加续航能力,而绿氢可能只能用于中等距离的运输。生物燃料则意味着在粮食危机、森林砍伐危机的同时浪费更多的植物资源。合成石油的批评者指责石油公司希望通过这种选项来减缓电动汽车的普及。在西班牙,特别是在毕尔巴鄂,有一个重要的合成燃料项目。

正在获得越来越大的影响力并且成为欧洲手中王牌的另一个选项是热泵,这个在西班牙还鲜为人知的选项是天然气的完美替代品。根据国际能源署的说法,热泵是一种能量领域的强大“武器”。国际制冷学会热泵和能量回收委员会主席阿尔韦托·科罗纳斯介绍说,热泵可以利用来自环境的热能提供空调冷气、供暖或热水。科罗纳斯说,如果这种系统使用可再生能源,那么它们将具有环保效果,而且生产的热能价值大于它们消耗的电力。

面临的技术挑战是将这种选项扩展到工业领域。多年来,北欧国家、日本和美国一直在为这项技术开发工业应用项目。热泵存在的一个问题是,它们需要使用来自制冷剂家族的流体,而这带来了环境问题。但是,西班牙巴伦西亚理工大学的研究人员正在研发使用不会排放二氧化碳的天然制冷剂的热泵。

与此同时,通过再利用技术可以解决核电站的最大问题——核废料。西班牙加泰罗尼亚理工大学的核能专家弗朗西斯科·卡尔维尼奥说,在法国,核电厂使用过的燃料会被送到再加工工厂,以提取铀和钚,然后再转化为一种名为“混合氧化物燃料”的新燃料,并再次投入使用。这是一场核能革命。

丰田通过其子公司沃文星球开发了一些独立氢气瓶形式的燃料罐,以寻求“一种便携、负担得起且实用的能源,从而无需管道即可使用氢燃料”。这种燃料罐可用于为设备(例如用于车辆的可更换氢燃料电池)加氢,或安装在房屋的墙壁上来为供电和供暖提供燃料,并能够惠及偏远地区。这是一种每个容量约5千克的罐体,对于能源需求极为紧张的日本来说是一个很好的选项。

根据国际可再生能源机构的一项研究,西班牙可能是世界绿氢生产排名前15的国家之一,因此这种氢气瓶对西班牙来说也可能是一个有吸引力的选项。

与此同时,意大利正在押注世界上第一种二氧化碳电池,以与越来越昂贵的锂电池进行竞争。而且,锂资源的开采受到某些国家的控制。意大利Energy Dome公司向《阿贝赛报》介绍说,其二氧化碳电池的成本不到锂离子电池的一半,但使用寿命是锂离子电池的两倍。他们使用在全球各地都可以获得的组件,以避免供应链中断的风险。该公司研发的设备在封闭循环中使用二氧化碳,不会排放到大气中。他们将二氧化碳以气态在环境压力下储存在一个可充气的圆顶状结构中,然后对二氧化碳加压并储存热能,同时将二氧化碳气体冷凝成液态。

所有这些替代方案都在实践过程中,只有时间才能证明哪些方案能长期有效,以及谁能够充分利用它们的优势。(完)

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