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    《中國煤化工》
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    各國發力“能源創新競賽”,合成石油、熱泵、二氧化碳電池 誰更優?
    作者: | 來源:國家煤化工網 | 時間:2022-09-05

        世界正身處一個能源十字路口,面對著回歸煤炭或繼續押注綠色能源等替代方案,各國紛紛加入了一場瘋狂的競賽。

        各種能源創新項目正在成為應對能源危機的可行選項。其中一項提議涉及到對從地下開采石油的依賴轉向使用人工合成石油。非政府組織“運輸和環境組織”的政策官員卡洛斯·里科介紹說,合成石油也被稱為合成燃料,“它是由氫和碳構成的。與傳統石油的形成方式不同,電力在這方面發揮了重要作用。水的電解將氫和氧分離出來,碳可以從空氣中的二氧化碳中提取,然后再通過相關化學過程將氫和碳結合在一起”。

        如果使用的電力來自可再生能源,那么這一人工過程就會具有可持續性。合成燃料的主要應用領域可能會是航空、海運,我們還將看看它們是否能在卡車運輸方面占有一席之地。其優點是,對于非常難以實現脫碳的交通工具(例如飛機)來說,這是最好的選項之一。此外,如果先從空氣中捕獲二氧化碳,隨后在燃燒合成燃料時將其釋放回大氣中,那么產生的污染是中和的。目前正在生產的合成燃料數量可能會迅速增加。澳大利亞、美國和多個南美國家都在這一領域進行投資。

        合成燃料的主要競爭對手將是電動汽車、由綠氫驅動的汽車以及由生物燃料驅動的汽車。但隨著運輸里程變得越來越長,需要更大、更重的電池以增加續航能力,而綠氫可能只能用于中等距離的運輸。生物燃料則意味著在糧食危機、森林砍伐危機的同時浪費更多的植物資源。合成石油的批評者指責石油公司希望通過這種選項來減緩電動汽車的普及。在西班牙,特別是在畢爾巴鄂,有一個重要的合成燃料項目。

        正在獲得越來越大的影響力并且成為歐洲手中王牌的另一個選項是熱泵,這個在西班牙還鮮為人知的選項是天然氣的完美替代品。根據國際能源署的說法,熱泵是一種能量領域的強大“武器”。國際制冷學會熱泵和能量回收委員會主席阿爾韋托·科羅納斯介紹說,熱泵可以利用來自環境的熱能提供空調冷氣、供暖或熱水?屏_納斯說,如果這種系統使用可再生能源,那么它們將具有環保效果,而且生產的熱能價值大于它們消耗的電力。

        面臨的技術挑戰是將這種選項擴展到工業領域。多年來,北歐國家、日本和美國一直在為這項技術開發工業應用項目。熱泵存在的一個問題是,它們需要使用來自制冷劑家族的流體,而這帶來了環境問題。但是,西班牙巴倫西亞理工大學的研究人員正在研發使用不會排放二氧化碳的天然制冷劑的熱泵。

        與此同時,通過再利用技術可以解決核電站的最大問題——核廢料。西班牙加泰羅尼亞理工大學的核能專家弗朗西斯科·卡爾維尼奧說,在法國,核電廠使用過的燃料會被送到再加工工廠,以提取鈾和钚,然后再轉化為一種名為“混合氧化物燃料”的新燃料,并再次投入使用。這是一場核能革命。

        豐田通過其子公司沃文星球開發了一些獨立氫氣瓶形式的燃料罐,以尋求“一種便攜、負擔得起且實用的能源,從而無需管道即可使用氫燃料”。這種燃料罐可用于為設備(例如用于車輛的可更換氫燃料電池)加氫,或安裝在房屋的墻壁上來為供電和供暖提供燃料,并能夠惠及偏遠地區。這是一種每個容量約5千克的罐體,對于能源需求極為緊張的日本來說是一個很好的選項。

    根據國際可再生能源機構的一項研究,西班牙可能是世界綠氫生產排名前15的國家之一,因此這種氫氣瓶對西班牙來說也可能是一個有吸引力的選項。

        與此同時,意大利正在押注世界上第一種二氧化碳電池,以與越來越昂貴的鋰電池進行競爭。而且,鋰資源的開采受到某些國家的控制。意大利Energy Dome公司向《阿貝賽報》介紹說,其二氧化碳電池的成本不到鋰離子電池的一半,但使用壽命是鋰離子電池的兩倍。他們使用在全球各地都可以獲得的組件,以避免供應鏈中斷的風險。該公司研發的設備在封閉循環中使用二氧化碳,不會排放到大氣中。他們將二氧化碳以氣態在環境壓力下儲存在一個可充氣的圓頂狀結構中,然后對二氧化碳加壓并儲存熱能,同時將二氧化碳氣體冷凝成液態。

        所有這些替代方案都在實踐過程中,只有時間才能證明哪些方案能長期有效,以及誰能夠充分利用它們的優勢。


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