前瞻paper -再生能源氫能系列一:氫儲存(3)地下儲存



1 氫儲存現況
氫是一種清潔的能源,可以通過電解水來生產,並且可以用於交通、工業和建築等領域。然而,氫的儲存是一個挑戰,因為它是一種低密度的氣體,需要高壓或低溫才能壓縮或液化。對於大規模的氫儲存,最便宜和最安全的選擇是在地下的鹽穴、枯竭的天然氣田、鹽水層或人工硬岩洞中。

2 地下氫儲存特性
地下氫儲存(UHS)有以下幾個特性:
– 可以儲存大量的氫,達到吉瓦級或太瓦級。
– 可以長期儲存氫,不受季節或天氣的影響。
– 可以快速地注入和提取氫,以滿足能源系統的靈活性需求。
– 可以利用現有的地下儲存設施和基礎設施,減少成本和環境影響。
– 可以與其他能源技術相結合,例如地下甲烷化、碳捕獲與封存(CCS)或可再生能源。

3 地下儲氫(UHS)的前景與障礙
地下儲氫(UHS)有著廣闊的前景,因為它可以支持未來可再生能源系統的發展,提高能源安全和減少溫室氣體排放。目前已經有幾個國家在進行地下儲氫的試驗項目,例如荷蘭、奧地利和阿根廷。然而,地下儲氫也面臨著一些障礙,例如:
– 技術上的不確定性和風險,例如氫與地層岩石或微生物的化學反應、氫在孔隙中的運動、氫的損失率等。
– 經濟上的挑戰,例如建設和運營成本、市場競爭力、政策支持等。
– 社會上的問題,例如公眾接受度、法律規範、安全監管等。

4 大規模鹽穴氫儲存分析
鹽穴是一種由天然鹽岩形成的地下空洞,可以通過溶解鹽岩來創造。鹽穴具有良好的密封性、高壓強度和低滲透性,適合用於儲存氣體。根據一項研究,大規模鹽穴氫儲存可以通過以下幾個方面來評估:
– 地質條件,例如鹽岩的厚度、深度、分佈、結構等。
– 技術要求,例如鹽穴的形狀、大小、數量、壓力、溫度等。
– 經濟效益,例如建設和運營成本、收益和回收期等。
– 環境影響,例如鹽水處理、氫泄漏、地面沉降等。

5 歐洲氫生產和儲存
歐洲是一個氫能的先驅,已經制定了一系列的戰略和計劃,以推動氫能的發展。根據歐洲氫能路線圖,到2050年,歐洲將實現以下目標:
– 每年生產1000億立方米的低碳氫,佔最終能源消費的24%。
– 每年減少560百萬噸的二氧化碳排放,相當於11%的減排目標。
– 創造超過50萬個就業機會,並帶動超過800億歐元的投資。
– 建立一個跨國的氫能基礎設施,包括生產設施、傳輸管道和儲存場所。

6 結論
地下氫儲存是一種有前途的技術,可以解決可再生能源系統中的儲能問題,提高能源效率和安全性。然而,地下氫儲存還需要克服一些技術、經濟和社會上的挑戰,才能實現大規模的商業化和普及。因此,需要加強國際間的合作和交流,共同推動地下氫儲存的研發和示範,為未來的清潔能源轉型做好準備。

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