绿色能源是目前最时髦的一个话题,各国都在尽其所能地在推进。尽管有了很大的进步,似乎气候变化的速度比科学家预计的要快,原来设定的比工业化时代平均气温不超过1.5度的阈值恐怕已经打破,或者接近打破。按照公认的模型计算结果,地球将进入一个不可逆的持续温度升高漩涡。
不管怎么样,绿色过程都应该加速。除了改进已有的技术手段,如光电,风电,电动汽车,电池技术外,还取决于新的,突破性的思维从而带来突破性的科技。
电池驱动的电动车有了很大进步,但现有电池的能量密度比汽油还是差得很多,就算勉强能驱动通勤小汽车,对驱动长途运输的大卡车,轮船还是力不从心,更不用说飞机了。光风发电由于其时间和电量,频率的不均匀性,在并入统一输电网有个复杂的同步问题,否则会引发电网崩溃,甚至毁坏。除了使用不同的储电设备(抽水电站,压缩气站,飞轮,化学电池), 最可行的还是用天然气发电站作为同步和备用站, 如果用煤电,需要保持至少30%的基础发电量,核电不能用于调节。而天然气与煤电都有碳排的问题。
有一个东西,可以解决上面所有的问题,那就是氢气。 氢气的能量密度比汽油都要高,既可以燃烧,产物只是水,天然气, 煤,燃油能干的事,氢气都能干!也可以作为电池能量的原料,日本的氢动汽车具有比目前已有的电动车更大的优势,而驱动大卡车,轮船也没有问题。
唯一的问题,就是成本!最便宜的氢气制造方法,就是向高温的煤上喷水(常常作为洗煤工艺的副产品), 以前的煤气,就是CO和H2的混合物。这样制造出来的氢气,过程中会产生很大量的碳排,产生CO和CO2, 被称为灰氢。其次,是利用天然气和水产生氢气,这个工艺排碳比煤要少,但成本也高点,叫蓝氢。最干净的是通过电解水产生氢气,如果电是绿电(来自于光,风发电),就叫绿氢, 如果按能量效率,电解产生氢气所需投入的能量要远远高于产出的, 是个负平衡,不可持续的工艺。但就算最便宜的灰氢,还是比天然气要贵!
最近,有个想法,引起了全球所有能源公司和专家的注意,那就是,有没有天然的氢气?
从已有的研究资料来看,不是有没有有的问题,肯定有,而是能不能找到有经济价值的天然氢矿藏的问题。
在石油工业中, 人们一直认为天然氢是不存在的, 而且在20年前, 研究人员也确信在地球表面自然状态下不存在氢气。但2002年, 英国地质调查局的Smith N J P在《第一次突破》杂志上发表了“ 是需要勘探地质学家认真对待氢的时候了” 之后, 在过去几十年里, 随着21世纪初俄罗斯发现了第一个天然氢矿床, 以及加拿大Hydroma公司第一次在非洲马里利用天然氢进行发电开始, 人们对天然氢认识逐步加强, “ 从地质的视角来看, 天然氢被忽略了” 的情况也发生了变化。而且, 过去30 年的学术研究已经积累了大量天然氢逸出的观测数据, 也发表了许多有关天然氢方面的文献, 尤其近两年, 全世界都开始针对天然氢进行研究。
氢气在地下无处不在, 前人把这种氢气按照“ 天然氢” (Natural hydrogen)、“ 天生氢” (Native hydrogen)或“ 地质氢”3种定义进行了归类, 认为天然氢是一种地下可持续的、由地质作用生成的氢, 这些过程发生在地壳的浅部和深层, 产生的氢气在逸出地表时可以被探测到; 天生氢是天然产生的氢; 地质氢是地下非生物成因, 即完全的地质成因的氢。另外有的研究者还使用了“ 金氢” 或“ 白氢”来描述天然氢, 目的是将其与氢能中的“ 灰氢” 、“ 蓝氢” 和“ 绿氢” 区分开。
有研究者认为天然氢可能来源于非生物成因, 也可能来源于生物成因, 前者包括深源、水岩反应和水的辐解, 后者包括热作用和微生物作用; 还有些研究者认为, 氢气源于混合成因, 即多种不同成因的结合。研究人员之所以对氢气的成因给出了很多解释, 这一方面说明氢气普遍存在, 另一方面也说明人类对地壳内氢气的性质和行为特性缺乏充分了解。
天然氢以游离气体,包裹体,溶解态等方式存在。至关重要的是,不少天然氢是可再生的。掩埋和压缩的有机矿床需要数百万年才能变成石油和天然气。相比之下,当地下水在高温和高压下与铁矿物发生反应时,天然氢气总是被不断制造出来。自从马里钻孔开始开采氢气以来的十年中,流量并没有减少,负责人Prinzhofer说,“氢几乎无处不在,作为一种可再生能源出现,而不是化石能源,”。
从目前的资料,天然氢的储存量机会是无限的。一旦成功,这将是自石油以后最重要的一个天然矿藏,必将深刻地影响人类历史!
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