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摘 要:日韩国际共同研究小组成功完成了一种创新型制氢工厂的概念设计,其能够利用“森林”和“太阳”等自然界中丰富存在的天然资源制造氢气,且制氢过程中的CO2排放量近乎为零。
关键字:利用森林和太阳制氢、创新型制氢工厂、双腔式流化床气化炉、SABI制氢工厂、零碳社会
目前,国际社会在实现二氧化碳净零排放的道路上达成一致。面对这一挑战,氢被寄予厚望,但氢仍存在制造过程中无法避免二氧化碳排放的问题。
日韩国际共同研究小组成功完成了一种创新型制氢工厂的概念设计,能够利用“森林”和“太阳”等自然界中丰富存在的天然资源制造氢气。根据生命周期环境评估的结果得知,该工厂的CO2排放量低于所有传统制氢方法(约为电解水的1/30)。
本研究成果利用自然界中丰富的“森林”和“太阳”资源,制氢过程中的CO2排放量近乎为零,为实现零碳社会开辟了全新的道路。
氢作为新一代能源的代表备受关注,其大部分通过电解水或化石燃料重整制成,制造过程中的CO2排放不容忽视。为了实现零碳社会,全球都在竞相研发更加低碳的制氢方法。
研究人员着重研究了自然界中存在的“森林”和“太阳”,以作为减少制氢过程中二氧化碳排放量的王牌。太阳光照不稳定,因此一直以来被认为不适合用作制氢的驱动能源。但是,日韩国际共同研究小组经过三年的研究后发现,通过引入一种称为“双腔式流化床气化炉”的新装置,即使使用太阳能也能稳定地将木屑气化以制造氢气。此次首次成功完成概念设计的太阳能稳定制氢工厂被命名为SABI(太阳能驱动先进生物质间接气化/Solar-Driven Advanced Biomass Indirect-Gasification)制氢工厂。
SABI制氢设备的流程图
该SABI制氢工厂利用天然资源“森林”和“太阳”生成氢,预计二氧化碳排放量非常低。研究人员基于严格的工学评估,通过国际标准评估方法ReCiPe 2016注1进行了生命周期环境影响评估。经估算,SABI制氢工厂的CO2排放量为1.04kg/kg-H2,低于所有已评估的现有制氢方法(12种)。
传统制氢方法和SABI制氢工厂的CO2排放量比较
该SABI制氢工厂利用自然界中丰富的“森林”和“太阳”能源,制氢过程中的CO2排放量近乎为零。为了实现零碳社会,人们对氢能的关注度越来越高,研究人员认为SABI制氢工厂是一个非常有潜力的新选择。今后,将推动实证研究,并利用工业界的帮助,力争在五年内实现商业化。
<注1>
ReCiPe2016:生命周期影响评估(LCIA)方法,可以评估商品和服务的多方面环境影响。原版于2008年在荷兰开发。不仅可以对CO2排放量进行定量评估,还可以对人体健康损害和生态系统影响进行定量评估。
翻译:李释云
审校:贾陆叶
李 涵
统稿:李淑珊
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