수소의 잠재적인 미래 유통 시스템의 에너지 캐리어로

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왜 수소매업체가 에너지 유통

이 제품은 전기, 열, 또는 전력 수송을 생성하기 위하여 연료 전지 또는 연소를 통해, 수소가 2050년까지 전체적인 에너지 소비의 10%를 차지할 수 있는 국제 에너지기구 (IEA)에 따르면, 수소는 전기, 열, 또는 전력 수송을 생성하기 위하여 연료 전지 또는 연소를 통해, 수소를 위해, 수소를 위해 2050년까지 총 최종 에너지 소비의 10%를 차지할 수 있었습니다. 이 수소는 전기, 열, 또는 전력 수송을 생성하기 위하여 연료 전지 또는 연소를 통해서, 그것의 능력은, 가스를 통해 수송을 통해 다재다능한 에너지 소비를 위해 사용될 수 있습니다.

Energy Carrier로 수소의 장점

높은 에너지 밀도

수소는 대략 120 MJ/kg의 가솔린의 거의 3배의 윤활 에너지 밀도를 소유합니다. 단위 질량 당 이 높은 에너지 내용은 무게가 관심사인 장거리 수송과 무거운 의무 신청을 위해 극단적으로 능률적으로 만듭니다. 700 막대기에 압축될 때, 수소는 어떤 전통적인 건전지 보다는 킬로그램 당 에너지 더 많은 것을 저장할 수 있습니다, 부피 측정 조밀도는 액체 화석 연료 보다는 더 낮게 남아 있습니다.

Versatility Across 분야

수소는 암모니아 생산, 정제, 강철, 및 화학 제조에 대한 피드 스톡으로 봉사합니다. 그것은 기존의 파이프라인에서 천연 가스로 혼합하여 가열 및 산업 공정에서 탄소 배출을 줄일 수 있습니다. 수송에서 수소 연료 전지는 무거운 트럭, 버스, 기차 및 해상 선박에 대한 빠른 연료 및 장거리를 제공합니다. 이 다예 다제는 탄화수소를 위한 크로스-식 공구를 만듭니다.

Zero Emissions at Point of Use의 사용

연료 전지에서 소비될 때, 수소는 산소로 물과 전기를 생성하기 위하여 결합합니다 - 이산화탄소, NOx, SOx, 또는 미립자 사정. 이 0 방출 속성은 도시 공기 질 및 실내 신청을 위해 특히 귀중합니다. 수소가 재생 가능 근원 (녹색 수소)에서 생성한 경우에, 전체 수명주기는 탄소 중립의 가까이에 일 수 있습니다, 다른 사람을 위한 1개의 오염 없이 기후 목표를 지원하는.

가동 가능한 저장 능력

수소는 다수 모양에서 저장될 수 있습니다: 고압 탱크 (350-700 막대기)에 있는 압축공기 가스, -253°C에 저온 액체, 또는 암모니아, 액체 유기 수소 운반대 (LOHCs), 또는 금속 수소에서 화학적으로 경계를 붙입니다. 이 선택권은 수소가 일, 주, 또는 수소를 위해 저장될 수 있습니다, 그것에게 현재 건전지 체계가 경제적으로 일치할 수 없는 수평하게 하는 에너지 저장을 위한 이상적인 매체를 만들기.

Hydrogen 배포의 도전

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인프라 개발

수소 배포 네트워크 구축은 대규모 자본 지출을 필요로 합니다. 파이프 라인은 천연 가스 라인 (수소 embrittlement 및 누설에 대한 수정)에서 건설 또는 개조되어야 합니다. 저장 시설, 압축 역 및 연료 역은 또한 규모에 내장되어야 합니다. 현재, 전용 수소 인프라는 주로 산업 클러스터에 제한됩니다. Hydrogen Europe에 따르면, 유럽 수소 인프라는 2030 억 달러에 따라 에너지의 새로운 인프라를 충족해야 합니다.

생산 비용 및 효율성

재생 가능한 전기에서 전기 분해를 통해 생산 된 녹색 수소는 현재 천연 가스 (CO2 배출 포함)에서 회색 수소보다 3 배 더 비쌉니다. 녹색 수소의 수평화 된 비용은 일반적으로 회색 수소에 대한 kg 당 $ 1 ~ $ 2에 비해 4 ~ $ 7입니다. 생산 비용의 50 ~ 70 %의 전기 계정, 저렴한 재생 가능 전력 필수. 효율성 손실도 축적 : 전기에서 수소에서 최종 사용으로, 왕복 효율은 30 ~ 40% (70-80%)이며,이 급성 저장 공간은 종종 계절에 따라 직전 용량이 짧습니다.

안전 Concerns 및 공공 Perception

수소는 넓은 가연성 범위 (4–74% 공기) 및 낮은 점화 에너지와 더불어 높게 가연성, 입니다. 그것의 화염은 거의 보이지 않는 및 무취, 표준 누출 탐지 및 환기 시스템이 요구되기 때문에. 수소는 동봉한 공간에 있는 공기에서 빨리 분산하는 동안 주의깊은 디자인을 요구합니다. 기름과 가스 기업은 정유소에 있는 십년간 동안 안전하게 취급한 수소를 비치하고 있습니다, 그러나 주거와 소매 신청을 위한 대중적인 합격은 hurdle 남아 있습니다. 끈적한 안전 의정서, 근본적인 안전 부호 및 훈련은 근본적인 안전 부호에, miti 및 안전 부호입니다.

수송과 저장 손실

700 막대기에 압축은 수소의 에너지 내용의 대략 10~15%를 소모합니다. 액화는 냉각을 위해 요구되는 에너지 때문에 대략 30-40%를 잃습니다. 파이프라인 수송은 압력 강하 및 잠재적인 누설 (수소 분자는 가장 작습니다, 그(것)들을 탈출하기 위하여 머리말을 붙입니다)를 일으키는 원인이 됩니다. 이 손실은 전반적인 체계 효율성을 감소시키고 비용을 추가합니다. 물자와 절연제 기술에 있는 혁신은 이 손실을 극소화하는 것을 돕습니다.

혁신과 미래 전망

기술, 정책 및 시장 개발은 수소의 도전에 빠르게 진화하고 있습니다. 향후 10 년 동안 극적으로 낮은 비용과 안전 및 효율성을 개선하는 획기적인 혁신을 볼 수 있습니다.

고급 Electrolyzer 기술

두 가지 주요 전자식 유형은 시장 지배 : 알칼리성 및 proton 교환 막 (PEM). 고체 산화물 전자식 (SOEC) 및 이온 교환 막 (AEM) 전해질은 새로고, 고효율 및 낮은 비용을 제공합니다. 에너지의 수소 샷 이니셔티브의 미국 부서는 혁신적인 전기 분해 및 생산 통로를 사용하여 2031에 의해 kg 당 깨끗한 수소 비용을 줄이기 위해 목표를 달성합니다. [[FLT : 0]] Hydrogen 샷 프로그램에 대한 자세한 내용을 참조하십시오.[FLT :]]] Hydrogen 샷 프로그램 [FLT :]]

파이프 라인 Retrofitting 및 새로운 네트워크

가스 네트워크 운영자는 천연 가스 파이프라인에서 최대 20 %의 수소 혼합을 테스트하고 있습니다. 영국에서 HyDeploy 프로젝트는 공공 가스 네트워크에서 혼합하는 최대 20 %의 수소를 성공적으로 시연했습니다. 전용 수소 파이프라인은 유럽 (유럽 수소 백본 이니셔티브)의 H2 백본과 같은 산업 클러스터에서 계획되고 있습니다. 기존 파이프를 개조하면 새로운 건설보다 저렴하며 제공 된 재료는 수소 침식에 견딜 수 있습니다. :[]:[[[]]]] 유럽 수소 백본 이니셔티브. 유럽] 유럽의 수소 백본 이니셔티브.

지하 저장: 소금 동굴, Aquifers, 및 Depleted Reservoirs

지하 지질 형성에 있는 대규모 수소 저장은 기술적으로 무겁고 경제적으로 매력적입니다. 특히, 소금 동굴은, 높은 주입/과금 비율 및 낮은 누설을 제안합니다. Utah에 있는 네덜란드와 진보된 청결한 에너지 저장과 같은 프로젝트는 (정밀한 에너지의 300 GWh 저장의 가능한) 이 접근을 개척하고 있습니다. 그런 저장은 재생 가능 공급에 있는 주간 또는 계절 변동을 완충기 할 수 있습니다.

통합 Renewable 에너지 시스템

수소의 유연한 부하로 역할은 재생 가능 에너지 경제를 향상시킬 수 있습니다. 재생 가능하면 과잉 전력을 생성 할 때, 전해질은 수소를 생산할 수 있으며, 나중에 전력 발생 또는 산업용 열에 사용됩니다. 이 시스템은 전력 가스로 알려진 이 시스템은 커테일 감소 및 그리드 밸런싱을 허용합니다. 전해질의 동적 작동에 혁신은 전력 발생을 가속화하고 신속하게 상승 할 수 있으며, 그리드 신호에 반응합니다. 독일 정부의 H2 글로벌 이니셔티브는 이러한 통합 시스템을 지원합니다.

안전 혁신 및 규정

광-광 및 나노 소재 기반 검출기를 포함한 새로운 센서 기술, 누출 감지를 향상시킵니다. 고급 라이너 및 충격 저항이있는 복합 탱크는 위험을 감소시킵니다. 수소 급유 스테이션 (ISO 19880) 및 차량 탱크 (ISO 19881)의 국제 표준은 진화하고 있습니다. 일본에서는 세계 최초의 수소 하이브리드 주거용 연료 전지 시스템 (Ene-Farm)은 광범위한 안전 테스트를 상용화했습니다. 공공 수용 프로그램 및 사고 데이터베이스는 신뢰를 구축하는 데 도움이됩니다.

글로벌 프로젝트 및 정책 Momentum

세계 정부는 야심 찬 수소 전략을 발표했다. 유럽 연합의 수소 전략은 2030에 의해 전해질 수 용량의 40 GW를 대상으로합니다. 일본은 호주와 브루나이에서 액화 수소를 수입 할 계획이있는 수소 사회가되기를 목표로합니다. 한국의 수소 경제 로드맵은 2040에 의해 15 GW의 연료 전지 용량을 감독합니다. 미국 인플레이션 감소 법은 클린 수소 생산 세금 크레딧 (45V), 수소 수소 수소 (NEO)의 1,600에서 1,600에서 1,600에서 1,600에서 1,600에서 1,600에서 1,600에서 1,600까지 생산됩니다.