作为目前最火的应用方向,氢能已经开始投入实践应用了,但是仍然没有配套的大学专业。德国目前只有少数几个FH针对性地开设了氢能技术专业,从这个角度来看,德国应用技术大学的实践性还是明显优于综合类大学的。
目前国内在2022年华北电力大学首次开设了氢能专业,这也是目前就业前景极好的专业方向之一。近期就能源和氢能技术相关问题,德国顶尖工科大学慕尼黑工大的教授接受了公开采访,我们可以从中一窥德国未来对于能源和氢能专业开设的思路,并对这个行业有更深的了解。
问
目前停用俄罗斯的天然气是否现实?
答
短期内不现实。我们在工业中使用 34% 的天然气,在家庭中使用 38%,在贸易、服务和零售中使用 28%。你不能在一夜之间更换它。即使是液态气体也不行。我们在欧洲没有很多液化气终端,在德国我们根本没有。设置它需要几年时间。
问
核电和煤电能在短期内提供可能吗?
答
如果现阶段天然气停止,将会对德国产生严重的后果。对于家庭消费者,如果取暖器是天然气,则不能只用煤或核能代替天然气。在工业领域,短期内也不可能转向其他能源,这需要长达三年的准备时间。
目前绝对可以替代的是天然气发电,然而,天然气发电仅占天然气消费量的 20%。在这里,我们可以依靠化石燃料并更多地利用煤电。当然,核能也是一种选择,但争议很大。但这绝对是一项短期措施。没有人谈论建造新的核电站,因为它太贵了,而且他们不私下还清。可再生能源在这里相比更便宜。
问
我们应该如何满足未来的能源需求?
答
我认为我们应该尝试找到欧洲的解决方案。尤其是长期遭受经济损失的南欧,拥有可以扩展的非常好的太阳能潜力。在北方,我们倾向于使用风能。我们可以通过更好的合作,来实现可再生能源的混合搭配:光伏、风能、水力发电、生物质能、地热能。
未来主要能源将是光伏和风能。我们需要两者,因为它们创造了季节性平衡。光伏在夏天更可用,风能在冬天更多。然后需要技术来消除仍然存在的其他波动。除其他外,氢气起着重要作用。
问
氢能在能源转型中有什么作用?
答
所谓的绿色氢是未来的重点,它是利用可再生能源产生的。借助电解获得氢气,其效率为 60% 至 70%。然后我将氢转化为另一种可以更好地利用的能源载体,例如合成气体或燃料。在这个过程中损失了更多的能量。在乘用车中,电动汽车比使用再生氢或合成燃料的效率要高得多,因为它避免了转换损失,而且电动机比内燃机更有效。
另一方面,重型交通或飞机需要高能量密度,而氢或其衍生产品在这方面具有优势。氢气也非常适合作为能量储存器。合成气体或液体燃料可以由氢气生产,并且易于运输。因此,也在讨论在太阳能生产成本较低的阳光充足的地区生产氢气。
问
技术方面还面临哪些问题?
答
目前我们已经有很多东西了,我们现在必须开始投入实施。当然,这些技术仍然存在悬而未决的问题。我们有很棒的风力涡轮机,但仍然可以改进风力涡轮机。我们已经有了电解,但存在改进的空间。
我们并不期待突然解决一切问题的巨大飞跃。每一项技术都还有很多发展机会,最重要的是不能低估这一点,这些技术必须在整个系统中协同工作。
问
目前正在实施哪些项目?
答
由巴伐利亚研究基金会资助的“电力”项目,可以说是针对这种情况而设计的。我们正在为整个巴伐利亚开发供热规划工具。这也必须与电力规划结合起来,因为未来将有越来越多的热量由电力产生。这意味着我们正在研究如何扩大电网,在哪里建立供暖网络,在哪里使用哪种供暖技术。我们希望到今年年底我们已经有了第一个结果,然后有望被使用。
在耦合智能能源系统中心的实验室中,我们致力于部门耦合。可再生能源产生的电力应输送到所有其他部门,包括供暖和运输部门。我们想了解这里所有重要的交互,这当然也包括基础设施。例如,在可再生电力可用的确切时间为汽车充电或使用热泵。
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