Sunday, August 21, 2016

太陽能熱化學反應堆系統制氫,氫能汽車跑百公里$2美元

太平洋西北國家實驗室(PNNL)從1990年以來就一直在研究用廉價的太陽能發電,同時製造廉價的氫燃料。還有兩年時間,他們就可使氫燃料電池車在經濟上變得更可行和划算。為實現這一目標,這個項目已經走過了20多年的歷程,也曾被一度包括在火星計劃之中。

研究人員一直在努力,把標準的太陽能電池板換成效率更高的太陽能反射器為基礎的發電系統。該想法是使用太陽能反射器發電,用電能再把天然氣轉化成氫燃料,作為車輛的動力。
一個典型的太陽能電池板把陽光轉換成電能的效率約為20%,而實驗中的太陽能反射器可以達到70%的轉化效率。負責該項目PNNL的工程師鮑勃說,作為對比,植物的光合作用(將太陽光轉化為能量)的效率,只有不到10%。

為什麼是氫燃料呢?每千克氫(2.2磅)和每加侖汽油(6.3磅)的能量大約相同。據聯邦政府調查和不同汽車製造商的估計,每公斤氫氣可使燃料電池汽車行駛大約50至81英里。
我們的項目已經非常接近商用化了

PNNL現在正在開發太陽能反射系統發電系統,並使用這種方式製造氫燃料,目標成本每公斤 $2美元。這大大低於當前的任何製造氫氣的成本。2015年聯邦政府的估計,從加氫站得到的氫燃料約為每公斤$13.50,而豐田官方把加氫站氫氣的價格設定在每公斤$10至$12元。

「我們的項目已經非常接近商用化了」鮑勃說:
自1990年代以來PNNL就一直致力於使用廉價太陽能發電製造燃料。在世紀之交,美國航空航天局的計劃利用太陽光作為火星飛船的動力。這與西北太平洋國家實驗
室的研究正好契合,於是該項目獲得了巨大的推動力。雖然後來美國航空航天局的研究與PNNL的項目分道揚鑣,但使用太陽能反射器技術以幫助製造更便宜的氫燃料的想法得以延續並繼續發展迄今-氫燃料汽車的出現令人眼花繚亂,同時也讓人張目結舌。幾十年來,燃料電池研發人員和汽車製造商永遠只講氫燃料是清潔能源,無需從化石燃料獲得和也不產生尾氣排放,是人類能源的未來和希望,但就是沒有人告訴我們,氫氣將來自哪兒和它的成本是什麼。

氫燃料汽車和為它們而創造的加氫站的經濟性迄今為止仍然是個謎,也可以說是個未知的領域。大約兩個星期前,美國能源部發佈了公眾意見的調查表,從此我們終於有機會瞭解和分析氫燃料,氫能汽車和加氫站的經濟性和真相。
理論上,理想的情況下,氫車輛的燃料會比汽油便宜,並且基本上無污染。可是氫能汽車的一大主要的缺點 -這一技術仍然,處在實驗階段 - 氫燃料,氫動力汽車,加氫站都是非常昂貴的奢侈品。

在美國街頭 我們已經可以看到兩款氫燃料電池汽車的身影- 2015年款現代途勝和2016年款的豐田未來。它們的價格是$ 58,000到$ 60,000範圍。第三個款式是2017年款的本田清晰,它目前的標價是$ 60,000美元。

為燃料電池汽車加氫的加氫站,目前還是稀少和罕見的。- 全球的加氫站一半兒在美國加州,歐洲和日本加在一起只有少數幾個。2016年7月美國加州空氣資源委員會的報告說,可以為20輛燃料電池汽車加氫氣的加氫站,預計今年年底將增長到38,主要是在南加州的洛杉磯地區。

雖然即使汽車燃燒氫燃料也無污染,但在創造氫燃料的過程中,目前的工藝會產生自身的溫室氣體。這是西北太平洋國家實驗室的項目評估最不理想的情況。


綜上所述,PNNL太陽能反射器發電系統,每天能夠產生15至17公斤的氫燃料。我們的想法是,在需要氫氣的現場,部署數以千計的這種裝置現場發電制氫。

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