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太陽能制氫將取代裂解天然氣。

研究人員已經(jīng)建立了一個(gè)千瓦級(jí)的試點(diǎn)工廠，可以利用太陽能生產(chǎn)綠色氫氣和熱能。這是目前建造的最大的太陽能制氫工廠，它能夠在8小時(shí)內(nèi)生產(chǎn)約半公斤氫氣，相當(dāng)于等效輸出功率略超過2千瓦。

“我們已經(jīng)突破了太陽能生產(chǎn)氫氣的1千瓦上限。” 瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）可再生能源科學(xué)與工程教授索菲亞•豪森納（Sophia Haussener）說，“用半公斤氫氣，你可以駕駛一輛汽車行駛約100公里。氫氣也可以用于燃料電池發(fā)電，滿足一個(gè)四人家庭每天一半的電力需求。”

當(dāng)今世界，約95%的氫氣主要用于生產(chǎn)化肥和其他化工產(chǎn)品，或用于煉油，這些氫氣都是通過裂解天然氣制成的。氫氣作為飛機(jī)、船舶、家庭供暖和發(fā)電的燃料，有著廣闊的前景。但由于裂解天然氣會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，這一前景變得暗淡了。

要讓氫氣成為可持續(xù)性燃料，生產(chǎn)氫氣就必須使用可再生能源或碳排放很小的核能。如今，綠色氫氣在世界各地有了更堅(jiān)實(shí)的立足點(diǎn)。例如，綠色氫氣是澳大利亞經(jīng)濟(jì)脫碳計(jì)劃的核心。

制造氫氣最可持續(xù)的方法之一是利用太陽能將水分解為氫氣和氧氣。這可以使用光電化學(xué)（PEC）系統(tǒng)，這種系統(tǒng)吸收太陽光產(chǎn)生電力，用電力分解水。“我們不必設(shè)計(jì)和支付兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。”豪森納說，“這是一個(gè)單一的集成系統(tǒng)，最終具備成本優(yōu)勢(shì)。”

光電化學(xué)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的裝置（輸出功率小于100瓦）中顯示出了廣闊的前景。豪森納說，要擴(kuò)大到更大的系統(tǒng)并不容易，因?yàn)檫@需要在生產(chǎn)率最大化的同時(shí)平衡效率、穩(wěn)定性和運(yùn)營成本。為了實(shí)現(xiàn)這種平衡，她和她的同事用鏡式反射器太陽輻射進(jìn)行聚焦，并在聚焦點(diǎn)放置了一個(gè)太陽能電池模塊。

在該團(tuán)隊(duì)在《自然•能源》雜志上報(bào)告了這個(gè)千瓦級(jí)系統(tǒng)，他們建造了一個(gè)直徑7米的太陽能拋物面，其反射鏡將太陽輻射集中到一點(diǎn)，強(qiáng)度為太陽正常輸出的約1000倍。該拋物面追蹤太陽的時(shí)間達(dá)6到8個(gè)小時(shí)。并不是所有集中在該太陽能電池上的太陽能都會(huì)轉(zhuǎn)化為電能，其中一部分被轉(zhuǎn)化為廢熱，該團(tuán)隊(duì)用熱交換器提取這些廢熱。豪森納說，這些熱量可以用于空間供暖或建筑物內(nèi)的熱水，也可以為工業(yè)生產(chǎn)提供燃料。


通過一家名為SoHHytec的初創(chuàng)公司，該瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)目前正在擴(kuò)大其氫氣和熱能生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。豪森納說，該公司正在建造一個(gè)直徑9米的太陽能拋物面系統(tǒng)。多個(gè)拋物面可結(jié)合在一起，建成規(guī)?？纱罂尚?、符合用戶需求的系統(tǒng)。

原標(biāo)題：太陽能制氫試點(diǎn)工廠達(dá)到千瓦級(jí)規(guī)模