5 Mao, Xiaoli、Dan Rutherford、Liudmila Osipova 和 Brian Comer,“中美之间零排放集装箱走廊的加油评估:氢气能否取代化石燃料?” TheICCT.org,2020 年 3 月 3 日,https://theicct.org/publication/refueling-assessment-of-a-zero-emission-container-corridor-between-china-and-the-united-states-could-hydrogen-replace-fossil-fuels(2022 年 9 月 27 日访问)。
由于全球人口增长和经济发展活动,全球能源消耗正在迅速增加。到目前为止,化石燃料仍然是世界的主要能源,占全球一次能源消耗的 84% 以上 [1],如图 1 (A) 所示。石油占总能源消耗的近三分之一,其次是煤炭和天然气。然而,过度使用化石燃料和相关的环境排放是政策制定者、科学界和普通民众关注的焦点 [2]。2021 年全球能源消费产生的二氧化碳排放量比 2020 年增加了 6%,总量达到 363 亿吨,其中近四分之一来自交通运输部门 [3]。煤炭燃烧释放了全球 42% 的二氧化碳排放量,其次是石油和天然气,如图 1 (B) 所示。因此,全球能源必须向可再生能源转型,以实现主要二氧化碳排放行业(特别是运输行业)脱碳,从而到 2050 年实现二氧化碳净零排放的目标 [ 4 ]。氢气是一种潜在的新兴化石燃料替代品,具有零温室气体 (GHG) 排放足迹。氢气可用于为汽车提供动力、发电和供热,以及许多其他典型的工业应用,包括氨和甲醇生产、钢铁生产、石油精炼、金属处理和化肥生产。氢气的重量能量密度分别约为汽油和柴油的 3.1 倍和 3.2 倍 [ 6 ]。运输、热力和电力生产是氢气应用的最新兴领域 [ 7、8 ]。2021 年全球氢气消费量约为 9400 万吨,比上一年增长约 5%,预计到 2030 年将增加到约 1.3 亿吨,以实现长期净零目标 [ 5 ]。 2021 年,全球约 43% 的氢气被炼油行业消耗,其次是氨生产(约 36%)、甲醇生产(约 16%),其余约 5% 用于其他行业 [ 5 ]。由于氢气的商业化,对氢气的需求,特别是在运输领域,正在迅速增长。
在能源技术不断发展的景观中,氢燃料电池已成为一种有前途且可持续的解决方案。在过去的三十年中,世界对氢燃料电池研究的兴趣日益增强,尼泊尔科学技术学院(NAST)也不例外。NAST积极参与氢燃料电池技术的探索,特别关注质子交换膜燃料电池(PEMFC)。致力于推进PEMFC研究及其对能源景观的更广泛影响。
氢是一种能量载体(或载体),而不是类似于电力的能源。作为能源载体,它可以从许多不同的来源产生,从而实现零发射能供应链。在环境温度和压力下,氢是一种无色,无味的气体和最轻的气体。它具有任何燃料的质量最大的能量密度(〜120MJ/kg低加热值,142 MJ/kg高加热值)。它具有低容量的能量密度,需要压缩或液化才能使储存密度可用于车辆应用实用范围。其他存储选项当前处于研发阶段,例如具有高压等级(10,000 psi)的轻质复合罐,用于压缩氢,改善了用于液体氢的绝缘压力容器。1图1说明了较低的加热价值的各种燃料的体积和重量能密度。一加仑柴油的能量含量约为145MJ,
人们非常关注氢燃料的政策和资金结构,以及它在海事领域的应用,在本报告的研究期间,这种关注度有所提高。氢气既可以用作气态或液态的直接燃料,也可以用作氨或甲醇等液态氢载体的原料。氢燃料推进被认为是一系列为海事部门的净零运营提供解决方案的技术之一。英国已做出国际承诺,要实现该行业的脱碳,并已开始采取关键步骤,以治理全国氢基础设施。3 在 COP26 上,英国承诺在 2025 年前推出第一艘零排放船舶,当时它与商业签署国一起推出了“零排放行动”4 ,并通过《克莱德班克宣言》建立了零排放航线。5 英国能源安全战略列出了英国的氢气定价和运输模式的高层计划。6 现在是确保建立适当监管体系的好时机。
印度、美国、澳大利亚和日本等许多国家已经制定了在各个经济领域采用绿色氢能的战略和路线图。尼泊尔也对这项创新技术表现出了兴趣,制定了目标并实施了支持性政策。值得注意的是,污染研究中心与西密歇根工业公司合作,于 2007 年制定了尼泊尔国家氢能路线图。此外,2020 年第二份国家自主贡献提出了 2030 年和 2045 年清洁能源发电的目标。政府还采取行动,在 2022/23 财年将绿色氢能和绿色氨技术纳入化肥厂。加德满都大学的绿色氢能实验室等各种研究机构正在积极研究氢能技术,而尼泊尔电力局与加德满都大学之间的谅解备忘录等合作旨在实现氢气氨生产商业化。此外,尼泊尔石油公司已经开始研究包括氢气在内的替代燃料。
更好的建筑物:美国能源部。“发行简介:分布式能源资源灾难矩阵。” https://betterbuildingssolutioncenter.energy.gov/sites/defa ult/files/cattactments/der_disaster_impacts_issue%20brief .pdf
Carmona,Adrian,M.S。 论文项目,加州大学尔湾分校,J。Brouwer顾问,2014.13等效电力存储13 TWH 15等等电力存储$ 1300亿电池(DOE Future Future Esc)13 TWH等效电力存储Carmona,Adrian,M.S。论文项目,加州大学尔湾分校,J。Brouwer顾问,2014.13等效电力存储13 TWH 15等等电力存储$ 1300亿电池(DOE Future Future Esc)13 TWH等效电力存储