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氢气:电动汽车的下一波浪潮?

本文摘要:麦肯锡咨询公司公布《氢气:电动汽车的下一波浪潮?》,在此ERR能研微讯团队对全文展开了翻译成,共享给大家!电池电动汽车正在沦为头条新闻,但燃料电池正在取得动力—这是有充份理由的。氢可以在可再生能源系统和未来的移动性中充分发挥最重要起到。 在2015年巴黎举办的COP21会议上,195个国家表示同意将全球气候变化维持在工业前水平2摄氏度以下。为了超过这一目标,即使人口快速增长多达20亿,到2050年,世界仍必须将与能源有关的二氧化碳(CO2)排放量增加60%。

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麦肯锡咨询公司公布《氢气:电动汽车的下一波浪潮?》,在此ERR能研微讯团队对全文展开了翻译成,共享给大家!电池电动汽车正在沦为头条新闻,但燃料电池正在取得动力—这是有充份理由的。氢可以在可再生能源系统和未来的移动性中充分发挥最重要起到。

在2015年巴黎举办的COP21会议上,195个国家表示同意将全球气候变化维持在工业前水平2摄氏度以下。为了超过这一目标,即使人口快速增长多达20亿,到2050年,世界仍必须将与能源有关的二氧化碳(CO2)排放量增加60%。这必须我们的能源系统再次发生巨大变化:能源效率的大幅提高,向可再生能源和低碳能源载体的过渡性,以及工业捕捉、储存或再行利用剩下化石燃料产生的二氧化碳废气的速度的提升。

巴黎协议两年后,在波恩举办的COP23会议上,氢理事会(由汽车、石油和天然气、工业天然气和设备行业的18家公司构成的联盟)明确提出了氢如何为雄心勃勃的气候目标作出贡献的愿景。它指出氢是向可再生能源系统过渡性的推动者,是广泛应用的清洁能源载体。如果严肃希望将全球气候变化容许在2度,安理会估算到2050年,氢有可能占到总排放量市场需求的五分之一左右。如果政策制定者、行业和投资者加紧努力减缓低碳技术的部署,这一愿景是雄心勃勃的,但也是不切实际的。

氢在能源转型中可以起着7个主要起到氢是一种多用途的能量载体,可以以较低碳足迹生产。它可以在能源转换中充分发挥7个主要起到,从能源系统的主干到最后用途的脱碳(图1):增强可再生能源系统(1-3)。

通过获取长年储能的手段,氢可以使可再生电力大规模构建到能源系统中。它容许横跨区域和季节分配能量,并可作为缓冲器,以提升能源系统的恢复能力。交通运输部门脱碳(4)。2020-03-30 的交通运输部门完全几乎倚赖化石燃料,产生的二氧化碳排放量多达20%。

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氢能车辆具备高性能和较慢打气时间获取的便利性,可以补足电池电动车辆,构建运输部门的普遍脱碳。工业能源用于外侧脱碳(5)。

在重工业中,氢可以协助使无法通电的过程脱碳,尤其是那些必须高等级热量的过程。氢还可以用作热电联产装置,以产生工业用热和电力。

建筑热量和电力脱碳(6)。在享有现有天然气网络的地区,氢气可以依赖现有的基础设施,并获取一种经济有效地的冷却脱碳方法。为工业获取洗手原料(7)。目前氢气作为工业原料的用量—每年多达5500万吨—可以几乎脱碳。

氢也可用作生产洗手化学品和钢,通过与捕捉的碳一起用于化学原料并用于铁矿石的还原剂。图1氢能在能源转型中充分发挥的7种起到氢气在交通运输领域的起到反映在整个系统的愿景中如上所述,氢在能源系统中具备普遍的应用于(图2),其中最重要的是氢运输部门的脱碳起到。

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在氢能委员会的愿景中,氢气被大力部署以将全球气候变化容许在2度,全球氢市场需求快速增长的三分之一有可能来自交通运输部门。到2050年,该委员会成员指出,氢动力燃料电池汽车可占到车辆总数的20%,大约4亿辆汽车,1500万至2000万辆卡车和约500万辆公共汽车。在他们的设想中,氢将在较轻和远程路段中充分发挥更大的起到,因此,由于这些路段的行经距离较长,燃料效率较低,氢对道路运输部门的总废气排放量目标的贡献约高达其份额的30%。

图2氢可以在低碳技术人组中充分发挥关键作用在该委员会的愿景中,氢动力机车也可以代替20%的内燃机车,氢基制备燃料可以为飞机和货船获取动力。总之,如果按照所叙述的程度部署氢气,运输部门每天可以增加2000万桶石油。燃料电池可以补足电池以使运输干碳氢和电池一般来说被叙述为竞争技术,近年来电池受到了很多注目(“质子对电子”)。

然而,这些技术的比较优势和劣势指出它们应当充分发挥互补作用。电池电动汽车具备更高的整体燃油效率,只要它们会因电池尺寸过大而较轻,使其沦为短距离和轻型车辆的理想自由选择。氢需要以轻巧的重量储存更好的能量,使燃料电池限于于具备轻载荷和长距离的车辆。

更慢的打气也使商业车队和其他几近倒数用于的车辆获益。技术如何涉及将主要各不相同电池技术将如何发展以及如何通过图形燃料电池生产构建成本减少的速度。

到2030年,道路上将必须相等于约8000万辆零排放车辆,到2050年,每人每公里平均值二氧化碳排放量将增加70%。构建这些雄心勃勃的目标将必须一系列动力系统和燃料。不仅电池电动汽车(BEV)和燃料电池电动汽车(FCEV)会竞争,而且BEV的日益顺利实质上有可能推展FCEV的使用。

这两种技术都获益于电动汽车的普遍拒绝接受,并且大大快速增长的规模减少了电动传动系统和其他部件的成本。


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