氢气已经在为卡车、公共汽车和工业过程提供燃料。如果 Tiwai 铝冶炼厂关闭，大型“绿色”天然气工厂可以弥补失去的电力(和工作岗位)。奥利维亚·万南解释了最热门的新型低碳燃料。
30 年来，我们已承诺告别为我们的车辆、工厂和一些发电厂提供动力的化石燃料。我们将用绿色燃料代替它们，例如电力、木材和生物燃料。专家们也对另一种燃料的潜力感到兴奋：氢气。
一旦被创造出来，它就可以燃烧以产生热量，取代天然气和液化石油气等化石燃料。用于燃料电池，它产生电力。最重要的是，气体还可以在工业过程中替代化石燃料，例如化肥的制造。
它可以使用可再生电力制造，这意味着它是一种可持续燃料。(不过这种情况很少见。)
与化石燃料不同，氢燃料不会产生二氧化碳，二氧化碳会加热我们的星球。水蒸气是其主要副产品。
第一个元素
氢是一种可以追溯到大爆炸的元素。
当两个氢原子结合形成气体时，我们呼吸的空气中就会含有微量的氢。
在负 253 摄氏度时，气体会变成液体。大多数情况下，我们将氢气作为压缩气体储存。
然而，双键气体不是氢气的首选形式。如果有一半的机会，气体会抓住一个氧分子并变成一氧化二氢(两个氢原子和一个氧)——换句话说，就是水。
该反应由火花引发，并释放出大量能量和水蒸气。
能量可以将火箭送入太空(液氢实际上是火箭燃料)或为我们想要的任何发动机提供动力。
但是还有第二种方法可以从氢气中产生能量——燃料电池，这种方法通常效率更高。发生化学反应而不是火焰。
氧气被送入燃料电池的一侧，并在金属铂的帮助下被分成单独的氧分子。
这是将氢气送入燃料电池另一侧的诱人前景。为了到达它心爱的氧气，氢将自己一分为二，驱逐带负电的电子——这种恒定的电子流等于电。
然后氢能够通过分隔膜迁移，到达氧，回收电子并形成水。这项技术于 1842年首次发明，并为阿波罗飞船提供电力。
为什么起源很重要
氢气存在于许多复杂的化学物质中，以及水和纯气体形式。我们吃的蛋白质、脂肪和碳水化合物都富含它。
天然气(甲烷的化石形式)含有碳和氢。它可以与蒸汽结合产生纯氢气和二氧化碳。不幸的是，对于气候而言，天然气是制造氢气最便宜的方法之一。今天生产的大部分氢气都是通过这种方式产生的。
不过，也有低碳替代品——而且因为追踪来源非常重要，氢通常被赋予一种颜色。例如，“棕色”氢气是用煤制造的，而“灰色”氢气则来自天然气。
具有减排潜力的气体是“绿色”氢气。
它是在电解槽中制造的，其作用与燃料电池完全相反。输入电和水，输出“绿色”氢和氧。
2014 年，工业气体公司 Boc 在 Glenbrook 安装了该国首批工业电解槽之一。Hiringa Energy 还在全国范围内建造电解槽。
值得注意的是，我们电线中的电力不是零碳。我们的国家电网依靠化石燃料发电厂提供全国约 20% 的电力。为了解决这个问题，Boc 和 Hiringa 资助了新的可再生能源发电来满足他们的电力需求。
电力公司 Meridian 和 Contact 也在关注 Tiwai 铝冶炼厂每年使用的来自 Manapouri 湖的大量电力。如果冶炼厂在 2024 年底按预期关闭，电力可能会被引导到一个大型绿色氢工厂。
在兴登堡号的阴影下
提到氢气，许多人会想到兴登堡号，这艘航空船于 1937 年因静电和一些易燃油漆而着火。当与空气和火花混合时，氢气就会点燃。
氢确实具有独特的物理特性。
首先，氢很轻。如果它泄漏到露天，它会迅速消散。但是，如果氢气泄漏到通风不良的空间中，它会积聚，并且比化石气体更容易产生火花并着火(变成几乎看不见的火焰)。
为了评估现实世界的后果，英国天然气网络建立了一个测试场地，其中有四个空置房屋，可以模拟氢气泄漏，以确定气体是否至少与化石替代品一样安全。
在工厂等地方，气体爆炸的风险更大，尽管这些行业习惯于管理危险。
但是，氢气从一开始就更有可能从管道中泄漏——因为它实际上会与管道本身发生反应，从而导致裂缝。
拥有北岛天然气管道的 First Gas 已确定，从 2030 年开始将氢气引入其系统时，多达 13% 的地下管道可能会受到影响。该组织表示，它正在密切关注最新的科学。
然而，工程师 Johann Land 表示，这些气体不可互换，设计用于输送甲烷的管道系统需要升级以输送氢气。“如果有人说我们可以使用甲烷管道运输纯氢气，我会质疑他们的工程学位。”
为什么我们没有氢燃料汽车?
氢燃料电池的存在时间比传统的汽油发动机(发明于 1860 年)更长——但这些发动机取代了燃料，因为燃料更便宜、更方便。类似的事情也发生在电动汽车上。
根据政府数据，该国只有 13 辆燃料电池汽车，而电动汽车约有 30,000 辆。专家认为氢动力汽车不太可能赶上。
从好的方面来说，加氢速度很快：当您到达加油站时，只需大约 5 分钟即可为您的压缩氢罐加满，而为汽车电池充电至少需要半小时。
但目前，新西兰没有加氢站。相比之下，该国几乎每户人家都有电，其中大部分是通过国家电网供电的。
持有氢燃料汽车的首付款
除非现场制造氢气，否则交付是一个很大的挑战。目前，氢燃料汽车——例如奥克兰港口巴士——依靠化石燃料卡车来运输燃料。
北岛有一个地下输气管道系统，目前正在将天然气从塔拉纳基向北输送到旺格雷，向东输送到吉斯伯恩，向南输送到惠灵顿。管道所有者计划将绿色氢气与天然气混合，旨在最终完全取代化石燃料。
但是如果你把纯氢以外的任何东西放进氢汽车里，它就会坏掉。与此同时，将 100% 的氢气注入当今家庭的设备是不安全的，因为这些设备是为处理天然气而设计的。该网络在车辆移动速度太慢和房主移动速度太快之间陷入困境，房主最终将不得不购买与氢兼容的设备。
还有一个问题是世界可以生产多少辆氢能汽车。该技术依赖于包括铂在内的稀有金属——其供应量甚至比电动汽车电池中的锂还要短。
氢在燃料价格方面也难以击败电动汽车。Hiringa Energy 首席执行官 Andrew Clennett 表示，一辆氢气汽车的成本与汽油大致相同——一辆小型汽车行驶 100 公里大约需要 16 美元。一辆类似大小的电动汽车只需 5 美元多一点。
制造绿色氢需要两步，而发电只需一步。因此，电动汽车可能始终具有价格优势。
但由于电动技术面临更长的距离和更重的负载，氢气可以在卡车上行驶。这就是为什么 Hiringa Energy 的目标是货运，而不是私人旅行。
2022 年，它计划在全国开设前四个卡车加油站，在附近的电解槽中生产氢气。塔拉纳基风电场和电解槽将产生备用电源。
工厂车间的氢气
Hiringa 选择塔拉纳基作为后备工厂并不是随机的。它是基于该国最大的氢气生产商之一：化肥公司 Ballance。
Ballance 从当地气田中提取天然气，首先将其转化为氢气。这种(灰色)氢进一步与空气和水混合，形成富含氮的合成肥料。通过这种方式，该公司每年生产 280,000 吨这种材料以促进植物生长。
当绿色氢气开始流动时，Ballance 想要制造多达 7000 吨无化石燃料的肥料(尽管不幸的是这不会是零排放，因为氮在围场中会转化为温室气体一氧化二氮)。
通过利用氢气与氧气合作的决心，金属制造商还可以大幅减少碳足迹。
诸如不纯铁之类的金属附着有氧。为了净化金属，煤通常被燃烧以产生一氧化碳——它吸收一个额外的氧原子变成二氧化碳。通过用氢气代替化石燃料，这个过程会产生水蒸气。
化学在理论上起作用。NZ Steel 的 Robert Bebelman 表示，钢铁公司现在正试图大规模地破解这一过程。“现在还为时尚早，但它非常令人兴奋。”
机会和大象
在工厂、锅炉和车辆对氢气的渴望之间，政府希望绿色氢气能够成为 Aotearoa 的新出口产业，出口到日本和新加坡等国家。
但亨特利是房间里的大象。该发电厂今年燃烧了创纪录的煤炭数量，因为我们的水力湖水量低，天然气供应不足。
对于每一个新的绿色氢工厂，我们都需要从地热、风能和太阳能中建立等量的供应——否则我们将打击我们的信誉和排放。这将是一个跑步只是为了站着不动的情况。
该国可以通过在国内实现电气化来减少更多的排放，而不是将一小部分能源以氢气的形式发送到海外。
特别是，氢气的国际运输存在问题：气体的长期储存和长途运输并不便宜。我们可能必须将其转化为更稳定的化学品(一个建议是氨)，以经济实惠的方式将其运往出口市场。
Clennett 说世界将需要绿色氢。“新西兰在这个领域有很多机会成为领导者。”
