氢方案

莱茵克里夫,纽约州—放眼全球,人们一直在呼吁政府和企业大量投资于太阳能、风能、地热能以及生物燃料。但是,与欧洲和亚洲不同,在美国,关于将氢能和燃料电池作为系统性的改变局面技术几乎无人谈及。这需要改变:这些清洁的可再生能源不但能生产零排放基载电力,也能为汽车和卡车提供零排放燃料,而后两者乃是最大的污染源。

如今,包括本田、丰田和现代在内的大型汽车商纷纷抛出了计划,将在2015年左右实现氢燃料电池汽车的商业使用。戴姆勒、福特和日产计划在2017年左右推出氢燃料电池汽车。德国计划到2015年至少建造50座氢能加油站,作为全国网络的起点。日本和韩国也公布了类似计划。

但更大也鲜有报道的消息是一些欧洲国家,特别是德国,已经推出了将太阳能和风能扥挂可再生能源和氢能相结合来储藏能量的计划,这意味着不需要煤、石油和核能的清洁的零排放稳定电网。

事实上,美国两名学者——坎普顿(Willett Kempton)和巴蒂沙克(Cory Budischak)——的最新研究表明,到2030年,可再生能源和氢能相结合的储藏就能以与今天相当的成本全面承担起大型电网的供电任务。坎普顿和巴蒂沙克储藏设计了一个计算机模型,计算了满足美国五分之一电网需求的风能、太阳能和储藏。结果与“可再生能源太不可靠,也太昂贵”的传统智慧相悖,坎普顿说。“比如,”巴蒂沙克说,“使用氢来储藏,我们可以运行一个电力系统,它足以满足72G瓦的需求,即当前需求的99.9%,使用太阳能,17G瓦,使用离岸风能,68G瓦,使用内陆风能,115G瓦。”

欧洲的一些在建项目旨在证明来自水电解并(比如)储藏在地下盐井中的氢气——相当于天然气除去了致污的碳元素——能够平滑太阳能和风能的内在波动性,坎普顿和巴蒂沙克的研究支持这些项目。这项研究基于斯坦福大学和卡耐基研究所的两项最新研究,正如卡耐基研究所大气科学家卡德拉(Ken Caldeira)所说,这两项研究认为“风能中蕴藏着足以满足文明需求的能量。”

最新的动作——据安排将于今年在布鲁塞尔城外动工——被欣欣然定名为“堂吉诃德”工程(“展示用风涡轮电力制氢气的新品质创新概念”),这项工程是为了强调公用事业规模的能量储藏和运输,并为燃料电池叉车提供动力。该工程和合作方有一家比利时杂货连锁、欧盟委员会以及众多欧洲组织和公司。加拿大的Hydrogenics公司提供电解剂和燃料电池。

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与此同时,在柏林附近,去年12月五家公司在柏林主机场舍纳菲尔德(Schoenefeld)推出了1000万欧元的试点项目,通过将一家已建成氢燃料补给站和附近的风电场联系起来,实现其二氧化碳中性并扩大其规模。去年早些时候,两家德国电力公司Thüga和E.ON推出了两家示范性电厂。世界首家可再生能源/氢气混合发电厂——既发电,也生产作汽车燃料使用的氢气——在2011年秋开始投入生产。

前一年,德国总理默克尔亲自为这家电厂奠基,这表明她强烈支持德国向清洁可再生能源的转型。事实上,她2010年推出的广受关注的能源转向(Energiewende)可谓具有最果敢的环保主义政治家精神。

在笔者和环保人士麦吉本(Bill McKibben)看来,德国是国际气候变化冲突阵线的先锋:“2012年最明确的替代方案和最好的消息来自德国,这个大国在认真对待气候变化问题……去年夏天某些时候,(德国)使用的电力中有一大半来自太阳能。”事实上,氢技术将成为德国不断进步的基于可再生/替代能源的系统的主要部分之一。

德国的向可再生能源转型可能具有诸多积极意义。《原子科学家文摘》(Bulletin of the Atomic Scientist)上刊登了六篇系列文章《德国的退核》(The German Nuclear Exit),文章认为告别核能已经“产生了可观的经济和环境好处。”

从更广的角度看,柏林自由大学(Free University)的政治学家梅兹(Lutz Mez)指出,德国的转向“在显而易见地让能源供应和经济增长脱钩”,而“能源转向的进展,而不是退出核能,”意味着“德国社会、经济、技术和文化政策的持续改革。”

我们不禁要问,落后的国家还在等什么?

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