厲害了！光熱可以“罐裝”起來(lái)運(yùn)輸？還比直接發(fā)電便宜？
發(fā)布者：本網(wǎng)記者Zoe | 來(lái)源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 1評(píng)論 | 7780查看 | 2018-01-08 20:27:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：近日，澳大利亞研究人員Keith Lovegrove在自己的研究文章提出，未來(lái)可用氨（NH?，氮和氫的化合物，擁有廣泛的用途，是世界上產(chǎn)量最多的無(wú)機(jī)化合物之一）作為載體，將太陽(yáng)熱能通過(guò)液態(tài)燃料“罐裝”起來(lái)，運(yùn)送到世界各地，實(shí)現(xiàn)零碳排放。同時(shí)，由于海運(yùn)極低的運(yùn)輸費(fèi)用，該技術(shù)有望使光熱利用成本達(dá)到目前光熱發(fā)電的一半左右。
曾代表澳大利亞參與國(guó)際能源署組織的太陽(yáng)能化學(xué)研究項(xiàng)目的Lovegrove，現(xiàn)在是能源咨詢公司ITPower光熱部門的負(fù)責(zé)人。他與加州大學(xué)洛杉磯分校合作的最新研究論文，就探討了氨作為一種新型儲(chǔ)能材料如何在光熱發(fā)電中發(fā)揮作用。
Lovegrove指出，在人口密集的地區(qū)，往往很難有足夠的空間建造大型光熱電站；反之，沙漠地區(qū)雖然廣袤遼闊，光資源豐富，空氣潔凈，無(wú)顆粒污染，但卻遠(yuǎn)離用電人群。在光熱電站開發(fā)時(shí)，建設(shè)區(qū)域與消納區(qū)域很難實(shí)現(xiàn)完美結(jié)合。
圖：來(lái)自澳洲的沙漠太陽(yáng)熱能有望通過(guò)氨輸送至韓國(guó)日本等國(guó)家
但是，采用氨儲(chǔ)能則可以避開線路輸電，完美解決這個(gè)問(wèn)題——將太陽(yáng)能作為液態(tài)燃料“罐裝”起來(lái)運(yùn)往任何地方使用。Lovegrove表示，可以在沙漠中搜集太陽(yáng)熱能，然后通過(guò)管道輸送到海岸進(jìn)行罐裝，再通過(guò)海路運(yùn)往世界各地。在這種高效率運(yùn)輸方式的助力下，“罐裝”太陽(yáng)能出口有望大大增加太陽(yáng)熱能在全球范圍內(nèi)的生產(chǎn)和出口量。
在利用氨儲(chǔ)存熱能的過(guò)程中，利用光熱聚光系統(tǒng)可輕松實(shí)現(xiàn)700℃左右的反應(yīng)溫度，氨在熱化學(xué)儲(chǔ)能過(guò)程中反復(fù)分解和組合，而在釋放熱量時(shí)主要生成水蒸氣。值得一提的是，氫氣和氨氣混合氣體可以穩(wěn)定儲(chǔ)存在室溫條件下，在需要熱量時(shí)隨時(shí)可以用來(lái)制熱，所以可以儲(chǔ)存很長(zhǎng)時(shí)間。
同時(shí)，據(jù)勞氏船級(jí)社提供的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示（詳見下圖），相比電力傳輸，通過(guò)海運(yùn)運(yùn)輸氨的成本非常低廉。
事實(shí)上，在氨之前，氫是較受矚目的可用于儲(chǔ)能的清潔能源之一。
氫經(jīng)濟(jì)（Hydrogen economic）的概念早在20世紀(jì)70年代就被提出，是指能源以氫為媒介（儲(chǔ)存、運(yùn)輸和轉(zhuǎn)化）的一種未來(lái)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)想。人們認(rèn)為氫是一種清潔能源，燃燒釋放熱量的過(guò)程會(huì)生成水蒸汽，但不會(huì)產(chǎn)生任何污染物。
然而，太陽(yáng)能制氫產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了30年的試驗(yàn)嘗試后，依然未能發(fā)展成熟，其中很大一部分原因是，氫氣的低體積能量密度和運(yùn)輸過(guò)程中的危險(xiǎn)性使其需要新的載體去儲(chǔ)存和運(yùn)輸。如今，研究人員越來(lái)越傾向于使用氨來(lái)作為儲(chǔ)氫載體。
Lovegrove指出，一公升液態(tài)氨里的氫含量比一公升液態(tài)氫要多，雖然聽起來(lái)違反常理，但氨確實(shí)是一種理想的儲(chǔ)氫載體（到達(dá)目的地后再將其轉(zhuǎn)化為氫，或者也可直接使用，因?yàn)閭鹘y(tǒng)汽輪機(jī)經(jīng)改造后可直接燃燒氨）。氨與氫一樣，都不含碳原子，但同時(shí)又比氫更易于運(yùn)輸，也確實(shí)擁有更廣闊的發(fā)展前景。相比發(fā)展“氫經(jīng)濟(jì)”，“氨經(jīng)濟(jì)”或?qū)⒊蔀楦堰x擇。
近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，氨作為燃料僅受到零星的關(guān)注，但隨著太陽(yáng)能燃料研究的進(jìn)步，氨可將太陽(yáng)能作為液態(tài)燃料“罐裝”起來(lái)，在全球范圍內(nèi)自由交易，這個(gè)發(fā)現(xiàn)或有望引領(lǐng)一個(gè)新時(shí)代。
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zjchuaran
沒有記錯(cuò)的話，這項(xiàng)技術(shù)最先在美國(guó)高技術(shù)局的項(xiàng)目招標(biāo)上看到。由于美國(guó)西北部的風(fēng)電和太陽(yáng)能過(guò)剩，因此能源部的技術(shù)人員設(shè)想將過(guò)剩的風(fēng)電制氫，然后供氫燃料電池消納，但是遇到的問(wèn)題是氫的密度低，儲(chǔ)存又很難，如果建超高壓遠(yuǎn)途輸送經(jīng)濟(jì)上不劃算，因此考慮將其就地轉(zhuǎn)化成含氫的液態(tài)物質(zhì)，一是便于長(zhǎng)途運(yùn)輸，二是便于轉(zhuǎn)化使用，三是有利存儲(chǔ)，因此提出將過(guò)剩風(fēng)電電解水制氫，同時(shí)進(jìn)一步制成液態(tài)氨水，對(duì)于氨水我們歲數(shù)大的老人很熟悉，是我國(guó)最早使用的化肥，上世紀(jì)60年代我國(guó)縣辦化肥企業(yè)只能生產(chǎn)氨水，含氮量雖然低，比不上尿素，但氫的含量很高
2018-01-09 12:07:45
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