万亿吨氢气,清洁能源新时代来临

2024-02-26 生活常识 关注公众号
    【修订版】
数万亿吨埋藏的氢气:清洁能源淘金热开始    在地下深处,一种新型的“黄金氢”资源正蓄势待发,其储量之丰足以支撑数百年的需求预期。美国地质调查局的一项未公开报告揭示了这一重大发现,犹如鸣响了新一轮能源淘金热的起跑枪。
数万亿吨埋藏的氢气:清洁能源淘金热开始    回溯至1859年,美国的“黑金”石油热潮由埃德温·德雷克在宾夕法尼亚州的一次钻探行动拉开序幕,而今,“黄金氢”时代可能也拥有类似的划时代时刻。时光流转至1987年,在马里Bourakébougu村,挖井工人Mamadou Ngulo Konaré讲述了一个非凡的故事:一口深达108米(354英尺)的干井被废弃,然而,村民们却注意到井中吹出阵阵风流。当一名工人以烟斗探测时,烟雾瞬间在他的面部爆炸,引发了严重烧伤与一场熊熊烈火。这场《科学》杂志引用Konaré描述的大火如同“蓝色火花水”般燃烧,无一丝黑烟污染,夜晚火焰闪烁着金色光芒。历经数周才扑灭大火并封堵住洞口,后续分析显示,喷涌而出的气体中竟含有高达98%纯度的氢气。几年后,一台30千瓦的福特发电机接入系统,使Bourakébougu村成为世界上首个享用清洁、天然氢气作为绿色能源带来福祉的村落。
    近年来,我们投入大量精力研究利用可再生能源生产绿色氢的新途径,这种极具潜力的清洁能源具有广泛的应用前景。无论是以低温液体或高压气体形式储存,绿色氢可以替代碳氢化合物燃料,在对普通内燃机进行相对微小改造后即可使用;同时,它也可通过燃料电池实现高效发电,宛如一个流动的能量电池。
    然而,当前制氢过程存在挑战,尤其是需要大量的淡水资源——每生产1公斤氢气需耗约9升(2加仑)水,且电解过程虽在持续改进,仍有一定损耗。将宝贵的可再生能源从电网转移至氢气生产过程中,难免会有能量损失,考虑到全球电网急需满足日益增长的电力需求,并努力摆脱对廉价、易得但污染严重的传统能源的依赖,这一现状显得尤为可惜。
    此外,氢气在大气压下的储存难题以及地质层中氢气的存在形态尚未引起广泛关注。人们或许未曾设想,地壳中的氢气可能正如天然气一样被锁在岩石之中;抑或是认为自然形成的氢分子会穿过坚硬岩石,进入大气或被微生物消耗掉。直至追求清洁交通、清洁能源和到2050年实现零碳排放目标的紧迫性提升,地质氢才开始被视为一种有价值的资源。
    如今形势发生了翻天覆地的变化。美国地质调查局的杰弗里·埃利斯博士致力于探索地质锁定的“黄金氢”作为一种全新主要资源的全球潜力。据英国《金融时报》报道,在美国科学促进会于丹佛举办的一次会议上,他提前透露了一项尚未发表的研究成果:全球地下储藏的氢气总量可能高达5.5万亿吨,可能是某些富含铁的矿物与地下水相互作用生成。尽管部分氢气可能与其他气体如甲烷混合,需要分离提取,但其蕴藏量之巨,分析师预测全球即将迎来一场盛大的“氢能淘金热”。
    虽然这些氢气资源获取不易,“大部分氢可能是难以触及的”,埃利斯表示,“但如果回收率仅为百分之一二,也能满足预计数百年的全部需求——每年5亿吨。” 这样的“黄金”氢不仅不会抢占可再生能源份额,也不会影响其他脱碳机会,从某种意义上说,它甚至有可能比绿色氢更为环保。然而,开采过程中若释放甲烷则会构成严重问题,因为甲烷在20年内温室效应强度约为二氧化碳的85倍。
    资源公司对于氢气的探索尚处于起步阶段,他们正在积极研究如何安全、高效地开采这一宝藏。尽管如此,面对如此巨大的机遇,已经吸引了大量投资涌入。未来几个月乃至几年内,我们期待听到更多关于相关技术和策略的突破性进展。
    敬请朋友们关注“知新了了”,一同追踪这个激动人心的时代新篇章!

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