壹
去年,一張北極熊的照片,傳遍了全球。
圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò)
它連續(xù)游了9天(232小時(shí))后,687公里,才找到一塊能承受它重量的浮冰,終于可以趴著喘口氣。
全球正在變暖!而可能帶來(lái)的災(zāi)難——海平面上升、冰川退縮、暴風(fēng)雨、干旱、水災(zāi)、物種滅絕等,已經(jīng)開(kāi)始展示它的猙獰面目。
《巴黎氣候協(xié)議》中各國(guó)曾將認(rèn)為,2100年前,將升溫目標(biāo)控制在2度內(nèi)。但全球暖化的災(zāi)害比預(yù)期來(lái)得更快,更嚴(yán)重。
于是,近來(lái),新的觀點(diǎn)都認(rèn)為,將溫度變化控制在1.5度之內(nèi),才是相對(duì)安全的。
貳
原來(lái)是2度,現(xiàn)在調(diào)成1.5了,不要小瞧這0.5度的差別,超過(guò)1.5度,極端氣溫升高,海平面上升和生物多樣性嚴(yán)重喪失等重大氣候影響的后果,意味著1000萬(wàn)甚至更多的人,面臨生命的威脅。
那么,人類能做到嗎?
政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)的報(bào)告強(qiáng)調(diào)了徹底降低碳排放的緊迫性:為了全球升溫不超過(guò)1.5攝氏度,到2030年(與2010 年水平相比)排放量必須下降45%。
而到2050年,人類必須實(shí)現(xiàn)“零排放”。
如何才能“逆轉(zhuǎn)碳排放”?歐洲的許多國(guó)家,將全面禁售汽油車和柴油車。
2017年,英國(guó)政府追隨法國(guó)等歐洲國(guó)家的腳步正式宣布,2040年起,將全面禁售汽油車和柴油車。在環(huán)境保護(hù)政策上,英國(guó)政府的目標(biāo)是到2050年時(shí),該國(guó)的碳排放量比1990年的水平減少80% 以上。
而北歐的挪威則提出了更具雄心的標(biāo)準(zhǔn)——到2020年新乘用車的平均CO?不得超過(guò)85g/km。他們給自己制定全面禁售燃油車的時(shí)間節(jié)點(diǎn)為2025年。
事實(shí)上,歐洲各國(guó)從2010年左右開(kāi)始,就制定了各類發(fā)展規(guī)劃,在2016年,德國(guó)政府甚至已經(jīng)開(kāi)始討論2030年前消滅所有燃油車的法案。
當(dāng)然,低碳減排,絕不僅僅是改變汽車就可以了,在運(yùn)輸、工業(yè)和建筑領(lǐng)域燃?xì)庀到y(tǒng)以及交通系統(tǒng)(不止是私家車)都急需“脫碳”。
實(shí)現(xiàn)這個(gè)計(jì)劃,需要一個(gè)大規(guī)模的應(yīng)用。雖然,它不是唯一的脫碳杠桿,但它是其他技術(shù)系列中必不可少的杠桿。
那就是氫能。元素周期表里“頭一個(gè)元素”。也就是說(shuō),歐洲打算“從頭開(kāi)干”。
叁
氫能不是個(gè)新鮮的東西。
氫是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì),它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%,因此氫能被稱為人類的終極能源。
如把海水中的氫全部提取出來(lái),將是地球上所有化石燃料熱量的9000 倍。
氫的燃燒效率非常高,只要在汽油中加入4% 的氫氣,就可使內(nèi)燃機(jī)節(jié)油40%。
早在1970年,美國(guó)通用汽車公司的技術(shù)研究中心就提出了“氫經(jīng)濟(jì)”的概念。1976年美國(guó)斯坦福研究院就開(kāi)展了氫經(jīng)濟(jì)的可行性研究。氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續(xù)的新能源,被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础?/p>
美國(guó)政府已明確提出氫計(jì)劃,宣布今后4年政府將撥款17億美元支持氫能開(kāi)發(fā)。美國(guó)計(jì)劃到2040年美國(guó)每天將減少使用1100萬(wàn)桶石油,這個(gè)數(shù)字正是現(xiàn)在美國(guó)每天的石油進(jìn)口量。
而歐洲也意識(shí)到,沒(méi)有氫能,歐盟很可能將無(wú)法實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)。
在運(yùn)輸、工業(yè)和建筑領(lǐng)域,氫能是大規(guī)模脫碳的最佳(或唯一)選擇。
為什么?
首先,連接歐洲工業(yè)、為歐盟家庭提供超過(guò)40%的供暖和15%的電力的天然氣電網(wǎng)的脫碳需要?dú)淠堋?/p>
沼氣雖然是重要的能源,但無(wú)法達(dá)到所需的規(guī)模。但需要在舊建筑物中進(jìn)行昂貴的改裝,甚至難以實(shí)現(xiàn)。
其次,在交通運(yùn)輸方面,氫能是卡車、公共汽車、輪船、火車、大型汽車和商務(wù)車最有前途的脫碳選擇。
第三,在工業(yè)生產(chǎn)中,可以通過(guò)燃燒氫氣來(lái)產(chǎn)生高量級(jí)的熱量,也可以在一些生產(chǎn)過(guò)程中使用燃料作為原料,可直接或與二氧化碳一起作為合成燃料或者電燃料。
再次,氫氣將通過(guò)提供一種跨部門、跨時(shí)間、跨地點(diǎn)的靈活轉(zhuǎn)移能源的機(jī)制,在向可再生能源轉(zhuǎn)型的過(guò)程中發(fā)揮系統(tǒng)性作用。
最后,向氫能轉(zhuǎn)型迎合了客戶的偏好,且極具便捷性。這也是特別關(guān)鍵的,因?yàn)槿绻荒軡M足客戶低碳替代品的需求,就可能會(huì)面臨客戶不再訂購(gòu)的難題。
肆
歐盟燃料電池和氫能聯(lián)盟發(fā)布的《歐洲氫能路線圖-歐洲能源轉(zhuǎn)型的可持續(xù)化發(fā)展途徑》的報(bào)告,描述了歐盟為實(shí)現(xiàn)控溫2攝氏度目標(biāo)而部署氫能的宏偉構(gòu)想。
這一構(gòu)想基于全球氫能委員會(huì)的觀點(diǎn),由歐洲氫氣公司(代表歐洲氫和燃料電池行業(yè))提供數(shù)據(jù)支持,更具體地說(shuō),活躍在氫和燃料電池技術(shù)領(lǐng)域的17家成員公司為其提供了數(shù)據(jù)。
在各個(gè)行業(yè)中,預(yù)計(jì)2050年歐洲可能產(chǎn)生約2250太瓦時(shí)(TWh)的氫能,約占?xì)W盟總能源需求的四分之一。
這些能源將為大約4200萬(wàn)輛大型汽車,170萬(wàn)輛卡車,大約25萬(wàn)輛公共汽車以及5500多輛火車提供燃料。
它可為超過(guò)5200萬(wàn)戶家庭供熱(約465太瓦時(shí)),并可滿足高達(dá)10% 的建筑用電需求。在工業(yè)中,大約160太瓦時(shí)的氫能將產(chǎn)生高量級(jí)的熱能,另外140 太瓦時(shí)的氫能將以直接還原鐵的形式取代煉鋼過(guò)程中所需的煤。
到2050年,120太瓦時(shí)的氫能將與捕獲的碳或生物質(zhì)中的碳相結(jié)合,還將作為40噸化學(xué)品的生產(chǎn)合成原料。
實(shí)現(xiàn)這一愿景需要?dú)W盟在2050年之前減少約5.6億噸二氧化碳排放——相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)2攝氏度方案所需減排量的一半。
歐盟需要在2050年將其二氧化碳排放量從目前的35億噸減少到7.7億噸。部署現(xiàn)行技術(shù)和歐洲國(guó)家與能源和氣候相關(guān)的措施將縮小約60%的差距。
預(yù)計(jì)到2030年,氫能的部署將為歐盟公司打造1300億歐元的燃料和相關(guān)設(shè)備的產(chǎn)業(yè),到2050年產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到8200億歐元。
它將作為新氫能經(jīng)濟(jì)全球競(jìng)爭(zhēng)的跳板,為歐盟產(chǎn)業(yè)打造本地化市場(chǎng)。2030年的出口潛力預(yù)計(jì)將達(dá)700億歐元,凈出口額將達(dá)到500億歐元。
總之,到2030年,歐盟氫能產(chǎn)業(yè)可以為約100萬(wàn)高技術(shù)工人提供就業(yè)機(jī)會(huì),到2050年,這一數(shù)據(jù)將達(dá)到540萬(wàn)。
伍
隨著氫能和燃料電池在技術(shù)上為大多數(shù)細(xì)分市場(chǎng)做好準(zhǔn)備,現(xiàn)在應(yīng)該開(kāi)始加速行動(dòng),歐盟產(chǎn)業(yè)必須擴(kuò)大規(guī)模以降低成本,并在全球能源轉(zhuǎn)型經(jīng)濟(jì)中占據(jù)領(lǐng)先地位。
對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō),“well- to-tank”的排放取決于混合動(dòng)力,取決于汽車在哪個(gè)國(guó)家充電。
對(duì)于燃料電池電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō),“well-to-tank”的排放取決于制氫技術(shù)。
當(dāng)使用碳捕獲和碳儲(chǔ)存技術(shù)從天然氣中提取氫氣時(shí),燃料電池電動(dòng)汽車的排放量比使用內(nèi)燃機(jī)的車輛少40%- 45%。
隨著氫的生產(chǎn)轉(zhuǎn)換到完全脫碳時(shí),燃料電池電動(dòng)汽車的排放量也會(huì)下降,直到它們幾乎不含二氧化碳。
鑒于燃料電池汽車的這些優(yōu)點(diǎn),它們最適合用于大型轎車、商務(wù)車、卡車和公交車。
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