氫和納米材料可能會改變能源行業

賴斯大學貝克公共政策研究所的專家認為，氫作為零碳能源載體有可能從根本上改變全球能源格局，但生產必須使環境受益。該研究所能源研究中心的能源與環境研究員Rachel Meidl和萊斯大學的材料科學與納米工程博士學位的候選人艾米麗·葉迪納克(Emily Yedinak)發表了新的摘要，“衡量可持續性的真正成本：案例研究綠色能源方法。”

他們寫道：“我們正在過渡到人類發展的新紀元，在這個新紀元中，環境和社會后果現在必須與經濟雄心相平衡。” “如果化石燃料行業希望保持相關性，它必須適應并探索實現零碳或低碳能源和碳利用戰略的途徑。”

根據這份簡報，美國能源信息署(EIA)預計，2015年至2040年之間，世界平均能源消耗量將增加28%，而化石燃料將繼續占其中的50-80%。

梅德爾(Meidl)和葉迪納克(Yedinak)認為，用作零碳能源載體的氫有可能顯著改變全球能源格局。

他們寫道：“與太陽能和風能不同，氫是化石燃料中更自然的替代品，而這些領域尤其難以脫碳(例如運輸和工業)。”

作者解釋說：“氫可以從幾種不同的，地理上分散的資源生產，其效用涉及多個領域，包括金屬精煉，燃料升級和氨生產。” “此外，氫燃料電池的效率是內燃機的兩到三倍，從而提高了能源效率。”

該簡報提出了一個案例研究，其中考慮了甲烷熱解的技術優點，天然氣中甲烷直接轉化為氫氣和增值碳材料的問題，同時還解決了現實世界中的隱患，包括健康和安全風險以及引入新能源的商業風險。碳供應鏈。

通過熱解生產的增值碳材料與氫一起，在理論上可以替代難以脫碳的工業流程和材料，例如鋼，銅和鋁。這是由于碳納米管的輕量，強度和導電性。

但是，作者們認為“在評估納米安全風險方面仍然存在一些挑戰。” 風險包括整個供應鏈中意外的化學品暴露，需要進行監督。

作者解釋說，即使超出使流程高效和可擴展的技術障礙，通過大規模甲烷熱解擴大或創建新的碳供應鏈，也將要求公司克服監管方面的障礙。

作者寫道：“立法未能跟上快速創新的步伐。”

至于碳和新的供應鏈碳二氧化碳介紹，公司需要權衡經濟利益與社會成本決定了供應鏈將如何影響環境。作者認為，公司和政府都必須指導投資決策，以尋求有益于社會和底線的解決方案。

他們寫道：“當健康，安全和環境風險超過減排量時，就無法取得可持續的進步。”