固体空气如何刺激可持续发展

绿色氢经济是化石燃料的可持续替代品。然而，构建全球氢经济的挑战之一是海上氢运输。一篇新论文提出固体空气作为在整个氢液化供应链中回收冷能的介质。

世界正在经历能源转型以减少一氧化碳2排放和减缓气候变化。COVID-19 大流行和俄乌战争进一步增加了欧洲和西方国家投资氢经济作为化石燃料替代品的兴趣。如果增加未来氢能供应商的多样性，氢可以显着降低地缘政治风险。

氢气是一种特别具有挑战性的安全运输产品。一种选择是液化氢气，这需要冷却到 20 开尔文(-253 °C)。这是一个昂贵的过程，需要大约30%的能量储存在氢气中。

IIASA研究人员及其同事开发的一种开创性方法提出，固体空气(氮气或氧气)作为在整个氢液化供应链中回收冷却能量的介质。在标准温度和压力下，空气是一种气体，但在一定条件下，它可以变成液体或固体。固体空气氢液化(SAHL)包括通过凝固空气来储存氢气再气化的冷却能量，并将固体空气输送回氢气液化的地方。

然后使用固体空气来降低液化氢气的能耗。该过程分为四个主要步骤：氢气再气化，固体空气运输，氢气液化和液氢运输。

在氢液化供应链中固化空气以进行能量回收的另一个优点是氧气的额外生产。氧气可用于提高富氧燃烧的发电效率，并促进碳的捕获，使用和储存(CCUS)。

“使用固体空气作为在整个氢液化供应链中回收冷却能量的介质可以降低在大陆之间运输氢气的成本和能源消耗，”主要作者Julian Hunt说，他是IIASA能源，气候和环境计划综合评估和气候变化研究小组的研究员。

“这将提高未来全球氢经济的可行性，并增加中国、欧洲和日本等能源需求地区的氢供应商数量。出售氢气的可能性可能导致发展中国家太阳能和风能的进一步扩张，为其经济做出贡献。

在他们的论文中，作者还谈到了工业界和学术界正在进行的争论，以找到海上运输氢气的最佳替代品：“与氨或甲醇相比，液化氢是最佳选择，原因有几个。用氨和其他分子运输氢气需要大约30%的能量来提取氢气。氢气在电力便宜的地方液化。此外，SAHL可以将氢液化的能耗降低25%至50%，“Hunt总结道。