海運航空難減排,新加坡研究從“氫”起航,缺乏可再生來源須進口
南洋理工大學化學與生物醫(yī)學工程學院徐蓉教授說,新加坡的可再生能源與土地資源有限,而且碳捕集技術尚未成熟;有鑒于此,新加坡無論是生產(chǎn)綠色或藍色氫氣都具有挑戰(zhàn),須向其他氫氣生產(chǎn)國進口低碳氫能。
氫氣將在新加坡能源轉型過程中發(fā)揮關鍵作用,有潛力為電網(wǎng)脫碳,也有助工業(yè)、海運和航空這些難以減排的領域降低碳排放量。
不過,受訪專家認為,新加坡缺乏可再生能源,難以大規(guī)模生產(chǎn)綠色氫氣,須向其他氫氣生產(chǎn)國進口低碳氫能。
新加坡貿(mào)工部回復《聯(lián)合早報》詢問時說,當局正和各政府機構與企業(yè)伙伴合作,為本地的氫能部署制定相關策略和輔助生態(tài)系統(tǒng)。
能源2050委員會主席、尤索夫伊薩東南亞研究院院長兼總裁蔡承國受訪時指出,氫能在全球的采用目前還在初始階段,而在本地,無論是私人或公共領域,氫氣研發(fā)工作也仍處于初期。
蔡承國說,委員會在今年3月發(fā)表的《邁向能源轉型2050》報告中,建議擬定氫氣作為未來能源的全國策略,以指導相關研發(fā)工作。“這樣的策略能向市場發(fā)出關于新加坡氫能發(fā)展方向的信號,也能刺激私人領域在這方面更加活躍。”
氫氣主要存在于水、天然氣以及其他碳氧化合物。采用可再生能源電解(electrolysis)水來提取氧氣的生產(chǎn)方式可達到凈零碳排放,也就是所謂的“綠色氫氣”。
天然氣經(jīng)過蒸汽甲烷重整(steam methane reforming)也能生產(chǎn)氫氣,不過這會導致碳排放,因此生產(chǎn)的是“灰色氫氣”。若結合碳捕集、利用與封存(carbon capture, utilization and storage,簡稱CCUS)技術來降低碳排放量,便可生產(chǎn)“藍色氫氣”。
南洋理工大學化學與生物醫(yī)學工程學院徐蓉教授說,因新加坡的可再生能源與土地資源有限,難以采用電解水的方式生產(chǎn)綠色氫氣。而在生產(chǎn)藍色氫氣方面,新加坡的碳捕集技術尚未成熟,須更多研發(fā)才能降低成本。
有鑒于此,新加坡無論是生產(chǎn)綠色或藍色氫氣都具有挑戰(zhàn),須向其他氫氣生產(chǎn)國進口低碳氫能。
全球未有大規(guī)模氫氣生產(chǎn)設備
然而,要進口氫氣到本地也并非易事,須克服的主要困難就包括成本高昂、運輸途徑、基礎設施等。
蔡承國說,目前全球還未有顯著規(guī)模的氫氣生產(chǎn)設備,但日本、歐洲、美國和澳大利亞都有意那么做。那些有充足太陽能、風能等可再生能源的國家日后都有潛力大規(guī)模制氫。
全球氫能生態(tài)體系的一大重要組成部分為運輸。這需要一個可行的運輸模式,以及經(jīng)過特別設計的船只來運送以氨(ammonia)或有機液體作為載體的氫氣。在運抵新加坡后,新加坡也需要有基礎設施來接收,并把氫氣轉化成可使用的形式。
南大能源研究院執(zhí)行主任蘇博德教授(Subodh Mhaisalkar)指出,在使用以氨或有機液體運送氫氣前,須先經(jīng)過提取的過程,這也會導致成本增加。
“目前整個氫能供應鏈還尚未成熟,預計需要10年左右才會充分發(fā)展起來。”
蘇博德指出,在本地,氫能的一大用途在于發(fā)電。氫氣可像天然氣一樣,在經(jīng)過改造后的燃氣輪機中直接燃燒,或通過燃料電池來發(fā)電。這兩種發(fā)電途徑所產(chǎn)生的副產(chǎn)品只有水,因此氫氣是最可持續(xù)的燃料。
“新加坡約四成的碳排放來自發(fā)電過程,因此使用氫氣發(fā)電,對邁向凈零碳排放有巨大影響。”
不過蔡承國認為,目前氫氣的價格仍過于昂貴,無法有效地用于發(fā)電,氫氣在各層面的規(guī)模必須大幅擴大,價格才會具有商業(yè)可行性。
其他可采用氫氣的領域還包括海陸空交通領域,以及仍使用大量化石燃料的重型工業(yè)領域如鋼鐵生產(chǎn)等。
能源公司與研究機構 研發(fā)制氫創(chuàng)新科技
盡管新加坡大規(guī)模生產(chǎn)綠氫的能力有限,不少能源公司與研究機構已著手研發(fā)制氫的創(chuàng)新科技。其中,大士能源發(fā)電公司與EDF共同開發(fā)的可全天候采用太陽能生產(chǎn)綠氫的虛擬賬本技術,獲能源市場管理局和裕廊集團的資助,于裕廊島展開為期兩年的實驗計劃。
大士能源首席運營官黃浩明受訪時說,公司會把用在水電解過程的電解器裝置在位于裕廊島的設施中,靠近島上買家,從而降低運輸成本。
“我們會采用輸送管道把所生產(chǎn)的綠氫供應給島上買家。接下來,也會探討把氫氣裝罐,運輸給裕廊島外的買家。若距離太遠,使用管道輸送不太可行,成本也高。”
這項實驗計劃的合作伙伴還包括TRECS.ai有限公司、液化空氣新加坡公司以及南大能源研究所。
(來源:聯(lián)合早報)
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