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术语表 · 燃料与氢能

电子燃料(Power-to-X)

以电解氢为原料、有时结合捕集的 CO2 或氮气制成的合成燃料,如电制甲烷、电制甲醇、电制航煤和电制氨。

Power-to-X 把电能转化为化学能载体。第一步总是制绿氢,再进一步合成可得到:

  • 电制甲烷:Sabatier 反应 CO2 + 4 H2 → CH4 + 2 H2O
  • 电制甲醇:CO2 + 3 H2 → CH3OH + H2O;马士基的船舶已经在用这种船用燃料
  • 电制航煤和电制柴油:逆水煤气变换加费托合成
  • 电制氨:哈伯-博施法,氮气来自空气分离,不需要碳(见氨燃料)
总效率 ≈ η电解 × η合成 × ηCO2 捕集 ≈ 0.65 × 0.75 × 0.9 ≈ 40–50%

生产 1 升电制航煤大约需要 20–25 kWh 电。放进效率 25–35% 的内燃机里烧,电子燃料从电到车轮的效率只有 10–15%,纯电动汽车则是 70–80%。所以电子燃料主要瞄准航空、航运和化工,而不是汽车。

要让电子燃料真正低碳,CO2 必须来自生物源或直接空气捕集,电力也必须是可再生的。2024–2025 年的研究给出的生产成本为每升电制航煤 2–5 欧元,是化石航煤价格的好几倍。根据 ReFuelEU,欧盟要求 2030 年合成航空燃料掺混比例达到 1.2%,2050 年达到 35%。

相关术语

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  • 绿氢

    用可再生电力驱动电解槽电解水制取的氢,直接 CO2 排放接近零。

  • 可持续航空燃料(SAF)

    用生物质、废弃物或捕集的碳与氢制成、可直接替代的航空燃料,经认证可与化石 Jet A-1 掺混,降低全生命周期排放。

  • 氨燃料

    把氨(NH3)这种不含碳的氢载体用作船舶、电厂燃料,以及远距离运输氢的介质。

  • 直接空气捕集(DAC)

    用化学吸附剂或溶剂直接从环境空气中提取 CO2、产生高浓度气流以供封存或利用的工程系统。

  • 电解槽

    用电流把水分解成氢和氧的电化学装置,是绿氢生产的核心设备。

  • 油井到车轮排放

    车辆单位里程的温室气体排放,包括能源的生产和输送(油井到油箱)以及在车上的使用(油箱到车轮)。