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替代能源 氢气,未来的汽油?

riempimento del serbatorio con l'idrogeno

给油箱加满氢气,这会成为未来的日常吗?

(Keystone)

氢气被视为能源转型的关键。但在瑞士,无论是用于储存电力,还是作为汽车燃料,氢能源的使用都还很不普及。其中最大的挑战在于:找到安全、可持续的氢能源生产方式。

“在你的发动机里放一只虎”:美国一家大型石油公司曾经为自己的汽油打出这样的广告标语。意喻着,用他们的汽油灌满油箱,顾客的座驾便可获得虎一样的力量和爆发力。

如今,面对气候变迁和污染加重的现实,汽油和柴油受到重重压力-正如大自然中的老虎,迟早要面对灭绝的命运。传统能源会否被另一种燃料-氢-所取代?若继续拿动物来比喻,那么氢气可以说是…蚂蚁,生生不息的蚂蚁。

氢气-20%的能量来源

氢能理事会(Hydrogen Council)的一项研究显示,到2050年时,氢气将覆盖全球近五分之一的能源需求。

氢能源可以帮助人类减少20%的二氧化碳排放,这是将全球变暖限制在2°C内的必要条件。

氢能理事会估计,到2030年时,氢气可以为1000-1500万辆私家车和50万辆卡车提供燃料。

信息框结尾

关于氢气和蚂蚁的比较,我们在下文中还会细说。这里首先要说的是,氢气(H2)是取代化石燃料的最理想能源(英)外部链接

“同其他技术相结合,稳定的氢气生产将成为可持续能源供应的有力补充,”瑞士联邦能源局在相关网页(多语)外部链接上写道。

瑞士汽车进口商协会Auto Suisse的工程师Rudolf Blessing表示,在能源转换方面,氢能源无疑“有一手好牌”。

在最新的日内瓦车展上,石油联盟也同样承认氢燃料汽车将会占据未来汽车市场的半壁江山。可是,氢燃料到底是什么?它的用途又有哪些?

水取代二氧化碳

氢是宇宙间储量最丰富的化学元素。每个水分子都是由两个氢原子组成的。

这种气体已经在化学及航天工业中被应用了几十年。近几年来,汽车工业开始发现它的用途,越来越多的车型以氢气为燃料。在一种所谓燃料电池(多语)外部链接中,氢氧结合生成电能,就像下方录像中显示的这样。

外部内容

funzionamento di una pila a combustibile

和化石燃料不同,氢能源的优势在于它不会产生二氧化碳或其他有毒气体。氢燃料汽车的尾气管中排出的只有水蒸气。而且,这种气体燃料还具备传统燃料的各种好处,比如:燃料来源的自主性、燃料的注入速度、每公里的行车成本,等等。

鸡生蛋还是蛋生鸡

对于开车的人来说这无疑是个利好消息,但因为“缺少加气站”,人们的欢喜还是打了一些折扣。这一点确实是氢燃料汽车的薄弱环节:在瑞士,氢气站的数量实为屈指可数。

除了联邦材料测试和研究实验室同洛桑联邦理工学院设立的几座加气站之外,瑞士仅有在阿尔高州Hunzenschwil一座氢气加气站-它于2016年11月投入运营,是连锁零售商Coop和材料测试和研究实验室合作的产物。

Hunzenschwil加气站主要为Coop的12辆面包车及一辆卡车提供燃料。尽管运营商提到“经常有外部客户光临”,而且“还计划在瑞士另设3处加气站”,但氢气燃料汽车在瑞士依然是凤毛菱角。

Rudolf Blessing透露,目前瑞士有50多辆氢能源动力汽车。为了有所参照,我们可以参看另一种新能源汽车的数量:当前行驶在瑞士公路上的电力汽车共有1.3万辆,虽然是氢燃料汽车数量的200多倍,但依然是瑞士460万辆机动车中的极少数。

在交通专家看来,目前的处境如同“鸡生蛋,还是蛋生鸡”的典型两难命题:如果没有数量充足的加气站,就很少有顾客会选择购买氢燃料汽车;然而,若没有足够的人驾驶氢气动力汽车,加气站的基础设施就无法盈利,自然也就得不到普及。

“目前92%的氢气都是来自化石燃料,比如石油、天然气或煤炭。”

Gabor Laurenczy,洛桑联邦理工学院教授

引言结束

来自河流的氢气

阿尔高州的氢气加气站还有一个能够显著推进无尾气汽车发展的优势:它提供的氢气来自瑞士初创企业H2 Energie(多语)外部链接,而该企业专注于可再生能源的生产,即用水电站生成的电能运作,把水分解为氢气和氧气(电解)。

“这很不寻常,” 洛桑联邦理工学院教授Gabor Laurenczy解释道,“目前92%的氢气都是来自化石燃料,比如石油、天然气或煤炭。这种非可持续的氢能源生产,不会对生态产生积极影响。”

说到洁净能源的发展,氢气可以被视为能源转换的一根支柱。

现在,我们就说回之前提到的“蚂蚁”比喻。

发动机里的蚂蚁

氢气是储存能量的最佳途径,Gabor Laurenczy相信。当可再生能源供大于求时(比如太阳能板在夏季收集了过多能量),这部分能源就可以以氢气的形式得以储存。

Gabor Laurenczy, professore all'EPFL

洛桑联邦理工学院教授Gabor Laurenczy坚信:“蚂蚁”是推动未来汽车发展的钥匙。​​​​​​​

(©EPFL_AlainHerzog/)

为了避免这种爆炸性气体潜在的技术问题和安全隐患,Laurenczy教授建议将氢转化为蚁酸(即甲酸)。“这是一种可以生物降解的物质,易于储存、运输和加工,” 他接着说,“另外有趣的一点是:甲酸可以通过氢气和二氧化碳的结合而产生。如此一来,我们就可以重复使用大气中的二氧化碳,这可以缓解全球变暖现象。” 

最后一点是,蚁酸可以像汽油一样在塑料罐中储藏。如果需要,这种物质也可转化为氢气,作为再次供电之用。

Gabor Laurenczy和他的团队已经研制出一种特殊的燃料电池,以实现上述的物质转换。这是世界上独一无二的技术。“简单说,我们从电池一端注入蚁酸,而另一端就会输出电能,”Laurenczy言简意赅。

(EPFL)

可挖掘的潜力

和传统的氢燃料电池相比,蚁酸电池的体积较小,运输方便,费用较低而且安全性较强,Gabor Laurenczy讲道。

这位学者相信,只要有一套能够存储多余可再生能源的完整系统,蚁酸电池就可以用来为建筑物供暖,为船只、公车和汽车提供燃料。

H2 Energy公司的负责人Rolf Huber表示,氢代表着燃料发展的未来。“我相信它是能够解决很多问题的潜在能源,但我们尚未挖掘出它的全部潜力。”


(翻译:郭倢), 瑞士资讯swissinfo.ch

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