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[導讀]可再生能源和天然氣應是互補的協(xié)作關系,而不是你死我活的敵對關系。在可再生能源所依賴的風力、光照強度達不到供電需求時,電氣混合的清潔能源能夠滿足現代社會的能源需求。首先,在電網中,天然氣和可再生能源已經

可再生能源天然氣應是互補的協(xié)作關系,而不是你死我活的敵對關系。在可再生能源所依賴的風力、光照強度達不到供電需求時,電氣混合的清潔能源能夠滿足現代社會的能源需求。

首先,在電網中,天然氣和可再生能源已經在功能上相輔相成。由于風能和太陽能屬于間歇性能源,在使用期間必須有后備電源來補償風能和太陽能不足時的供能。總體來說,候補電源最好由天然氣提供,因為天然氣在調度上最具靈活性。

燃氣輪機能夠根據不同的能源需求快速進行開、關轉換。大型的鍋爐型系統(tǒng)——燃煤電機或核電設備都無法如此靈活地運行,僅開機就需要數小時,在此期間,能量白白流失。大型鍋爐型設備只有在持續(xù)運行中才能達到最佳效果,因此很難與間歇性能源配合工作。

其次,天然氣中含有甲烷,而甲烷本身就是可再生的,它能夠被大量加工,并且使用效果與化石能源無異??稍偕淄槟軌驈暮芏辔镔|中提取出來,比如生物質、垃圾、廢水、農業(yè)廢料等。很多生物甲烷的最佳原料是生活廢物,轉換技術已經非常成熟。相比乙醇和生物柴油,生物甲烷的另一個特點在于,它的產量更為巨大,更具實用性。

第三,天然氣電力具有將多余電量轉化為甲烷,并將其儲存在管道設施中的潛力。在電解作用下,利用電將水分解成氫和氧——氫工業(yè)用途廣泛,可為電池提供燃料,也可用于制造生物甲烷。德國目前正在進行試驗,考察天然氣管道中到底能夠直接注入多少甲烷。

盡管目前天然氣電力還沒有達到商業(yè)規(guī)模,但相關技術已十分成熟。太陽能和風能的儲能是業(yè)界亟待解決的難題,相較之下,天然氣儲能靈活得多——既易于管道運輸,又便于儲存在油罐中,還能轉化成其它產品。

天然氣基礎設施使得燃料電池能夠生產電力,并且這個過程毫無污染物排放。質子交換膜(ProtonExchangeMembrane)燃料電池使用純凈氫氣作為燃料,這個技術能被運用在電動汽車上。固體氧化物(SolidOxide)燃料使用甲烷作為燃料,但最好用于產生固定動力。

氫燃料電池擁有廣闊的前景,但分離氫和儲存純凈氫仍然存在巨大挑戰(zhàn)。氫非常微小,并且容易揮發(fā),它不僅會從鋼管道中溢出,還會與鋼發(fā)生反應,導致后者變得易碎。因此,運輸氫氣的管道必須是不銹鋼質地的,并且每一個連接點都需要接受高強度焊接測試,管道閥門也必須使用特殊材料。相對于天然氣現在使用的鍍鋅鋼管,儲存和運輸氫氣是一個更為昂貴和復雜的工程。

工業(yè)生產氫氣通常使用天然氣,因為這比電解分離氫的成本要低得多。這樣,天然氣廣泛推廣了氫氣和燃料電池的使用。

當人們考慮煤炭和石油的替代能源時,碳氫氧化物和甲烷是最清潔的燃料??稍偕茉窗l(fā)電可以替代燃煤電廠,但無法有效替代汽車、貨輪和大馬力機器設備需要的汽油。而天然氣正好可以替代柴油、石油、船用燃料油,并能轉化成液體燃料,比如飛機燃料。而在所有碳氫化合物中,甲烷是碳含量最少的,因此使用天然氣十分利于減排。

甲烷是所有碳氫化合物中含量最豐富的,被稱作“萬能戰(zhàn)士”——它可以用來供暖、供電、給運輸工具提供動力。通過費舍爾(Fischer-Tropsch)處理過程,甲烷可以被轉化成為完全清潔的汽油和航空燃料。

此外,甲烷還是制造塑料、化學制品和廢料的重要原材料。如果回收利用的塑料能夠被還原成甲烷,那么將促進人們實現“零廢料”的目標。

天然氣資源分布非常廣泛,頁巖革命的爆發(fā)更是進一步提高了天然氣的應用潛力。如果可燃冰能夠進入市場,那么天然氣的使用將更加廣泛,屆時,煤炭和石油被天然氣替代將指日可待。

此外,天然氣的運輸也擁有無與倫比的安全性。數十年來,LNG一直由大型船只運輸,從沒出現過事故。盡管甲烷的燃燒也產生碳排,但遠少于其它化石燃料。甲烷本身是一種溫室氣體,因此使其物盡其用是減少溫室效應的有效方法。

總之,作為可再生能源之外的替補能源,清潔、高效、用途廣泛的天然氣應用潛力巨大。事實上,風能和太陽能這類間歇性能源需有效儲能,以確保電網在任何時間都保持供電狀態(tài),但目前的儲能技術還無法滿足這一要求。因此,天然氣已成為能源結構中不可或缺的一員??稍偕茉吹某珜д邞撈毡檎J識到天然氣可再生能源之間的和諧共存關系,并加以妥善利用,以確保人類的能源供應。

(艾德-道奇 來源:TheEnergyCollective,文章有刪節(jié)、標題有改動)

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