中国和德国同为制造业大国,都设置了在本世纪中叶实现净零排放的气候目标,因此在清洁能源转 型领域面临着诸多共同挑战。尽管俄乌冲突全面爆发导致了全球范围的能源安全焦虑,德国仍在为实现 2045 年气候中性目标而加速布局可再生氢能政策和产业,以有效支撑本国的清洁能源转型进程。作为极 具气候雄心的发达经济体,德国在氢能经济领域的经验和教训可以帮助中国培育本国处于起步阶段的可再 生氢产业链。本文从氢能治理结构、提高氢能经济可行性措施和促进氢能应用等方面剖析了德国 2020 年 6 月发布的《国家氢能战略》。结合中国 2021 年 3 月发布的《氢能产业发展中长期规划( 2021-2035 年)》 以及电动汽车在中国的发展历程,作者基于中国具体国情提出了以下有针对性的政策建议: ● 为更好更快建立工业化规模的低碳氢供应链,中国应在充分利用本国现有化石燃料制氢产能的同时激 励可再生氢产能的持续增长。基于中国在电动车发展助力交通行业减排过程中所取得的经验,在氢能 产业链规模化之前,扩大氢能的下游需求与上游的低碳生产应该区分对待。扩大可再生氢产能应与鼓 励氢能大规模应用同时推进,从而在氢能产业链的上、下游之间产生正向激励效应。另一方面,本世 纪初以来全国燃煤发电装机的快速扩张已提前锁定了巨量煤炭需求,中国应以此为鉴,尽量避免进一 步扩大现有化石燃料制氢产能规模。 ● 氢能管制应更多侧重其能源属性。目前,中国仍将氢气作为危险化学品进行标识和监管,对其能源属 性没有予以充分考量和反映。对氢能的危化品定位在生产选址、道路运输、市场准入、终端应用以及 标准化等方面带来了一系列重大挑战。中国未来是否能够更加合理地对氢能进行定位是实现氢能规模 经济性的重要先决条件。 ● 可再生氢在工业深度脱碳中的作用应被优先考虑,并重点聚焦钢铁、石油化工和煤化工产业。鉴于可 再生氢在重工业应用中的巨大潜力,工业脱碳应成为中国实现可再生氢供应链规模经济性的重点领域。 除了尽快将排放密集型的工业行业纳入全国碳排放交易体系,还应考虑将德国乃至欧洲的创新政策和 金融政策工具针对中国国情进行定制和试点,尤其是绿钢的政府采购、碳差价合约和气候友好型原材 料的需求配额。 ● 为更好促进可再生氢在中国的发展,应建立氢能部际协调机制,并最好由国务院直接领导。否则,氢 能治理的职责如果长期分散在在不同部委之间,将会阻碍氢能的长足发展,并使中国错失先机。建议 由该高层协调机制主导对建设跨省氢能管道这一无悔基础设施的必要性和规划展开调查研究,以积极 应对中国氢气生产、消费地理错配的挑战。 ● 中央和地方政府补贴氢能发展时,应在制度设计层面防范“骗补”乱象并促进公平竞争。根据以往补 贴政策实施过程的经验教训——尤其是电动汽车领域——中国氢能监管框架应重视制约与平衡,并纳 入多重监督机制。 ● 为了缩小与发达经济体在氢能核心技术领域的差距,中国应考虑为包括跨国公司与本土企业在内的市 场主体营造更加公平的竞争环境。如果能够大幅加强知识产权保护、积极消除市场准入壁垒,中国将 能更好地深化与发达经济体在可再生氢领域的国际合作,并吸引欧盟特别是德国公司来华展开互利双 赢的技术合作和商业投资。
意大利 卡拉布里亚大学物理系和 I.N.F.N.,科森扎弗拉斯卡蒂 I.N.F.N. 国家实验室,弗拉斯卡蒂 热那亚大学物理系和 I.N.F.N.,热那亚 莱切大学物理系和 I.N.F.N.,莱切系米兰大学物理系I.N.F.N.,米兰 那不勒斯大学物理系 和 I.N.F.N.,那不勒斯 帕维亚大学核与理论物理系 和 I.N.F.N.,帕维亚 比萨大学物理系 和 I.N.F.N.,比萨 罗马大学物理系《La Sapienza》和《I.N.F.N.》,罗马 罗马大学物理系“Tor Vergata”和 I.N.F.N.、罗马大学物理系“Roma Tre”和 I.N.F.N.、罗马乌迪内大学物理系、乌迪内 I.N.F.N. 连接组的里雅斯特、乌迪内
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氢是一种清洁能源载体,也是储存能量的有效媒介。由于对环境的影响小且特性可靠,氢通常被视为环保的理想能源载体,可以从许多可大量获取的来源生产,例如天然气、水和电、生物质、沼气等。氢是天然气的可持续替代品。从天然气中分离出来后,该过程中释放的二氧化碳被捕获并储存在地下或用于化学品制造。这就产生了所谓的蓝氢。另一种生产氢的方法是通过电解将水分子 (H2O) 分离成氢和氧,由可再生能源提供动力。氨(一个氮原子与三个氢原子结合)是氢的有效能量载体,相比之下具有显著的能量密度。按重量计算,氨的能量几乎是液态氢的两倍。就能量密度而言,液态氨含有 15.6 MJ/L,比液态氢(低温下为 9.1 MJ/L)高出 70%。
一个技术成熟的火星殖民地每年可以生产并运送至少 100 万吨液态氢到一个或多个低地球轨道 (LEO) 的推进剂库。在火星殖民地生产 1 公斤氢气并将其运送到 LEO 需要在火星上消耗 1.4 GJ 的能量。LEO 推进剂库包含在火星上生产的氢气以及在月球或近地小行星上生产的氧气。这种推进剂用于将有效载荷从 LEO 运送到太阳系的许多目的地,包括火星。将 1 公斤有效载荷从 LEO 运送到火星需要在火星、月球和近地小行星上消耗 3.5 GJ 的能量。使用在火星上生产的液态氢将宇航员和有效载荷运送到火星可确保火星殖民地的指数级引导增长。火星殖民地和向 LEO 运送数百万吨液态氢是太阳系殖民的关键。火星殖民地只有发展到相当规模后才会开始向低地球轨道输送液态氢。它的结构和材料中应包含约 2000 万吨钢铁和 300 万吨塑料,以及数千名宇航员。在此之前,低地球轨道氢沉积物将由月球两极的氢气供应。
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摘要 使用液态氙作为靶材的探测器被广泛应用于稀有事件搜索。关于相互作用粒子的结论依赖于对沉积能量的精确重建,而这需要借助放射源对探测器的能量标度进行校准。然而,微观校准,即将激发量子数转换为沉积能量,也需要充分了解在液态氙中产生单个闪烁光子或电离电子所需的能量。这些激发量子的总和与靶材中沉积的能量成正比。比例常数是平均激发能量,通常称为 W 值。在这里,我们展示了在带有混合(光电倍增管和硅光电倍增管)光电传感器配置的小型双相氙时间投影室中通过电子反冲相互作用对 W 值进行测量的方法。我们的结果基于在 O (1 − 10 keV) 处使用内部 37 Ar 和 83m Kr 源以及单电子事件进行的校准。我们得到的值为 W = 11 . 5 + 0 . 2 − 0 . 3 ( syst .) eV,统计不确定性可忽略不计,低于之前在这些能量下测量的值。如果得到进一步证实,我们的结果将与模拟液态氙探测器对粒子相互作用的绝对响应相关。