研究表明，從天然氣中生產(chǎn)氫氣并將碳排放物儲存在石油和天然氣儲層中可能是安全、經(jīng)濟的低碳氫氣的最佳選擇。如今，世界各地大約有三十多個設施從發(fā)電廠和工廠中捕獲二氧化碳，并將其封存在地下，每年可儲存4500萬噸二氧化碳。我們要實現(xiàn)凈零碳排放，需要的是到2030年每年儲存量至少達到10億噸碳。與此同時，增加清潔氫氣生產(chǎn)對鋼鐵和水泥等行業(yè)的脫碳以及為卡車、船舶和飛機提供清潔動力至關(guān)重要。事實證明，碳儲存和氫氣生產(chǎn)是非常匹配的。通過從天然氣中制造氫氣并儲存由此產(chǎn)生的二氧化碳排放，將它們結(jié)合起來，為低碳氫氣提供了一條途徑。這個被稱為“blue hydrogen”的想法引發(fā)了爭議。但斯坦福大學和殼牌公司的研究人員在《美國國家科學院院刊》上發(fā)表的一篇新的觀點論文（https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2202397120）中認為，將二氧化碳儲存在枯竭的油氣藏中可能是最安全、最實用的策略，可以快速、經(jīng)濟高效地擴大blue hydrogen生產(chǎn)并啟動碳儲存行業(yè)。斯坦福大學地球物理學教授Mark Zoback表示：“我們并不支持或反對某項特定的技術(shù)；我們只是試圖指出一種能夠迅速擴大規(guī)模的戰(zhàn)略。”目前生產(chǎn)的氫氣中，90%以上是由煤或天然氣制成的臟氫氣，由此產(chǎn)生的二氧化碳會釋放到大氣中。blue hydrogen和green hydrogen都是低碳氫的選擇，green hydrogen是通過使用可再生電力驅(qū)動的電解槽分解水制成的。雖然blue hydrogen是清潔的，幾乎不含碳，但它是有爭議的。批評人士說，它使人們對石油的依賴長期存在，而且仍會產(chǎn)生排放。例如，天然氣生產(chǎn)經(jīng)常伴隨著甲烷泄漏。此外，儲存的碳可能會從地下儲存位置泄漏出來。然而，Zoback和在殼牌工作的Dirk Smit認為，blue hydrogen值得仔細研究，因為它比green hydrogen有一些優(yōu)勢。首先，green hydrogen的價格是其三倍，“收集風能和太陽能以及部署電解槽所需的土地使用量巨大，”Zoback說，“從表面上看，green hydrogen很不錯，但它只會在世界的某些地區(qū)發(fā)揮作用。”他說，潛在的二氧化碳泄漏是一個值得關(guān)注的問題。但這正是儲存在枯竭的石油和天然氣儲層中會有所幫助的地方。它們是一個更安全的選擇，因為其地質(zhì)和流體動力學都很清晰。向它們注入二氧化碳不應意外引發(fā)地震，就像在含水層地質(zhì)構(gòu)造中一樣，這是當今碳儲存的另一種選擇。此外，石油和天然氣儲層具有充足的儲存能力，并且存在于世界各地生產(chǎn)石油和天然氣的任何地方。先前的一項研究表明，在最佳條件下，blue hydrogen的生命周期排放量可以與green hydrogen相當。Zoback說：“現(xiàn)在碳捕獲和儲存沒有什么問題，但如果你使用枯竭的石油和天然氣儲層，它會更好地發(fā)揮作用。如果你去一個有大量石油和天然氣開發(fā)的地區(qū)，那里有一系列枯竭的油田，你選擇了狀態(tài)良好的油田，那么你真的可以同時啟動這兩個行業(yè)。當然，化石燃料行業(yè)支持blue hydrogen，Zoback和Smit也表示這項技術(shù)有經(jīng)濟利益，正如他們在PNAS文件中明確指出的那樣。Zoback最近加入了一家試圖開發(fā)blue hydrogen項目的公司的董事會，而殼牌作為一家石油公司，可能會追求這項技術(shù)。Zoback補充道，盡管《美國通脹削減法案》正在激勵碳捕獲和儲存以及清潔氫氣研發(fā)的研究，但這并不能在世界各地實現(xiàn)。“從長遠來看，你需要創(chuàng)建不完全依賴政府激勵的行業(yè)。這是我們要傳達的信息。”文章來源：IEEE電氣電子工程師
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