【快速認識核能製氫目前進度】
#核能也能搞製氫 #要搞彈性一起來
最近歐洲好多再生能源業者為了減少棄電率以及減少電網負擔(其實是要提升自己的商業效益),開始結合電廠與製氫廠,但你知道核能也可以這樣搞嗎?
▋氫能源是二次能源是載體
化石燃料、核能以及再生能源屬於初級能源(primary energy source)。氫氣和電力屬於次級能源(secondary energy source),次級能源指初級能源經轉化後以別種形式存在的能源,也就是,氫氣和電力不會憑空誕生,必須透過初級能源製造。此外,熱力學第二定律告訴我們,所有轉化過程皆會導致能量損失。也就是說,若將煤炭轉換成電能、電能所蘊含的能量會減少,因此,開電暖器取暖會比燒煤炭取暖更加耗能。
化石燃料、氫氣和電力同屬於能源載體(energy carrier),描述一種能讓你透過轉換器將能量變成機械能或熱能的媒介。舉個例子,石油透過汽車的內燃機轉變為動能、讓你四處移動;電力透過電暖器的電熱絲產生輻射熱供暖。一世紀以來,能源載體朝著更輕、更方便攜帶且低碳/無碳排的趨勢前進,因此可以預期將來電力和氫氣會取代化石燃料,而各行各業的電氣化將會是必然的趨勢。
▋核能製氫
四十年前就有人想過利用核能產生的高熱或電力來製造氫氣了,第四代反應爐的高溫氣冷式反應爐(high-temperature gas-cooled reactor, HTGR)即為一例。該反應爐能提供將近一千度的高溫氦氣以提升熱化學反應和製氫製程(如天然氣-水蒸汽的重組反應, Reforming)的效率。設計上也能支援海水淡化和小型模組化。
四代爐國際論壇(Generation IV International Forum)的成員:加拿大、中國、法國、日本、俄羅斯、印度、歐盟、南非、美國都有設計專門用於產氫的核電廠或已在實驗室進行初步驗證。隨著市場需求提升,各國有加快(或重新)研發步驟的趨勢。但這趕不上市場對乾淨氫氣的需求,法國決定另闢路徑:用核電電解水
法國電力公司和英國政府於2018年時組成了Hydrogen to Heysham (H2H)聯盟驗證核能製氫的可能性。H2H聯盟於Heysham核電廠內安裝了1MW的鹼性電解裝置(alkaline electrolyser)和1MW的質子交換膜電解裝置(proton exchange membrane electrolyser),並驗證了兩套主流電解技術的表現。將一部分核電撥給此兩套系統,日產氫氣量最高可達800公斤。
研究同時表示,規劃中的Sizewell C核電廠、以及建造中的Hinkley Point C核電廠都將能支援大規模、模組化電解系統。研究給出以下結論:從技術和安全層面來看,核能製氫實際可行,而且有潛力從預計的示範型計畫擴大規模。H2H聯盟認為,若串聯電解系統和核能,將能製造足夠的氫氣以滿足英國未來一大部分的需求。又,為了反映核電廠整體生命週期的碳排放,H2H聯盟替核能製氫加上了名目碳足跡。
美國能源局(U.S. Department of Energy)的核能製氫計畫將由Idaho National Laboratory主持。預計在2020和2021年,於Ohio、Arizona、Minnesota州的三處核電廠驗證核電電解水的相關技術;能源局期待此計畫能提升核能的長期競爭能力。
▋經濟表現
核能大量穩定的輸出是低碳能源中最大的優勢。H2H聯盟的研究報告指出,核能的穩定輸出能使電解裝置達到93%利用率。由於 #電解裝置的每日利用時間越長、#越能降低其製氫成本,故和間歇性的風力及太陽能相比,核能在成本上有競爭優勢。美國能源局也抱持相同看法。
替核電廠加裝電解裝置也是替核電添加了彈性調度的強力外掛,如此核電廠就能在電網需求不高時將多餘電力轉變為氫氣儲存起來;並在電力需求上升時,將氫氣透過燃料電池轉換為電力。這種彈性有助於穩定整體電網、彌補再生能源的間歇性和不穩定性。也幫助核能在偏向再生能源的電力市場中更有競爭性。
氫氣可現地儲存、或透過氫氣基礎設施儲存、運送、分配。對應的充氫站、氫氣運輸管線等基礎建設的鋪設將會帶動一波需求。足量的氫氣供應將會對交通運輸業(燃料電池)和供暖行業(取代天然氣)有極大的幫助。
H2H聯盟的研究已證明現行的核電廠技術和電解裝置技術就能達成核能產氫的目標,也有潛能擴大規模,在主要結構候選材料Inconel 617通過50萬小時的高溫實驗驗證後,高溫氣冷式反應爐有望能加速問世。
▋這是個結論
電解製氫核能來做的話很OK,至於為何歐美要積極切入這塊,主要還是因應多變電力市場以及多元經營為考量~ 未來賣氫氣可能比賣電更好賺。近期EDF已經遞出Sizewell C核電廠的興建申請,製氫計畫也包含在裏頭,若順利動土,將很快看到歐洲第一個核電製氫的商業規模案例,預估每天可達22萬噸的氫產量,價格也可以達到每公斤約2美元,此外,目前歐洲投資環境對核能發電並不友善,但對於製氫則是屬於永續投資分類的一環,核能業者也能藉此獲得資金。
至於台灣要搞氫經濟... 也得先生出穩固又無碳的電源咩~
▋參考資料
Hydrogen to Heysham feasibility report
https://reurl.cc/exnXZ7
熱力學 第 二 定律 化學 在 瑪姬米 Facebook 的最佳解答
"Carb cycle 碳水循環法操作介紹"
“這是個能減掉體脂的方法但是不見得會健康”
而且只會專注在巨量營養素的部分 微量營養素不探討
那就不廢話直接開始
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☆碳水循環法是什麼東西
Carb Cycle算是現在滿多選手用的減脂方法
藉由計算總熱量並且對碳水化合物攝取量進行調控
來達到減脂的效果
“carb cycling通常會有高碳日與低碳日
甚至會有無碳日
高碳日除了總熱量會高一些 碳水化合物的比例也會比較高
反過來低碳日比較大比例的能量來源來自脂肪”
無碳日不討論 我用的方法只分高低碳而已
如果有興趣的人可以自己去搜尋各種carb cycle的配方
減脂用的Carb Cycle總熱量會低於TDEE
基本上都是用熱量赤字在減
因為熱量如果有赤字 就不得不消耗自身儲存的能量來源
應該不難理解
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☆☆Carb Cycle使用流程
之前有很多人說寫的太難
所以這次我幫大家先整理一下流程
1.摸摸自己的肚子,然後默默去鏡子前拍張照。
2.量個體重,粗略估算一下體脂率。
3.去用TDEE calculator的網站估算自己的TDEE。
4.打開excel,把carb cycle算式打上去,並輸入自己的數值計算出營養素的需求。
5.算出高碳日與低碳日共2組的碳水化合物、脂肪、蛋白質每日攝取量,依照當天高碳或者低碳去實行配額。
6.過了一段時間記得reset一次TDEE,因為身體組成已經改變,必須再重新修正TDEE。Excel公式建議打好不要變成純數字,這樣日後只要把數字key進去就可以直接算出新的配額。
7.幫我分享。沒,被盜。
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☆☆☆Carb Cycle的操作方式
以下我會分享自己用的配方跟計算方式
單純舉個例給大家參考
首先估算TDEE(Total Daily Energy Expenditure) 即一天熱量總消耗
輸入自己的一些身體資訊跟運動強度頻率
用計算機可以大概估出一個值
網站都幫你找好了
https://tdeecalculator.net/
計算機到處都有 找一個你想用的算就好
再來 就是計算macros(Macronutrients) 巨量營養素
簡言之就是碳水化合物 脂肪 蛋白質
以下C簡稱碳水 P蛋白質 F脂肪
前面提到分高碳日跟低碳日
接下來 很重要
看清楚
我用的方法是高碳日攝取"90%TDEE的熱量"
也就是前面計算機算出來的東西
乘以90%
低碳日則是攝取75%TDEE的熱量
接著 計算碳水化合物
高碳日的熱量50%來自於碳水
所以"碳水化合物克數"為(TDEE*90%*50%)/4
而低碳日的碳只佔熱量的20%
克數為(TDEE*75%*20%)/4
蛋白質的部分 直接去查表
看運動強度跟運動項目來決定吃多少
有健身的男性親友直接每天每公斤體重2g
但是考量到C圈很多沒真正訓練的男生跟妹子
男的可以1.7g/kg/day 女生抓個1.5g/kg/day
不放心可以去查ACSM或其他協會的建議
運動生理的課本應該也都有
最後是脂肪 這個最簡單
把前面碳水化合物跟蛋白質的熱量扣除
剩下的能量全部靠脂肪提供
如果以一個體重ξkgw的微(?)健身男性來講
他的高碳日脂肪攝取量就是(TDEE*90%*50%-2ξ*4)/9
低碳日則是(TDEE*75%*80%-2ξ*4)/9
大家可能覺得很複雜
沒關係 我幫大家都算好了
mcaros每日攝取量如下
○高碳日
C (TDEE*90%*50%)/4 g
P 體重公斤數*(1.5~2不等,自己查表) g
F (TDEE*90%*50%-P*4)/9 g
○低碳日
C (TDEE*75%*20%)/4 g
P 體重公斤數*(1.5~2不等,自己查表) g
F (TDEE*75%*80%-P*4)/9 g
丟進excel算比較快
算完以後
就要排高低碳日
我會建議三低一高或者三低二高
舉例來講 如果我三低一高
那就是四天一個循環的週期內
我其中一天高碳 剩下三天全部低碳
然後 由衷建議如果你有運動
把運動當日排到高碳
如果你幾乎每天運動 就把最高強度的訓練日排高碳
碳循環的用法到這裡
接下來介紹IIFYM
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☆IIFYM(If it fits your macros)
這個縮寫其實就只是告訴你只需計算營養成分配額
你只要吃的東西有fit到算好的C P F就好
吃什麼食物都隨你便 包含雞排
舉例來講 我已經把每天的碳水 蛋白質 脂肪quota都算好
今天我就吃這麼多
至於我要吃什麼 都OK
只要你有本事算好每個吃進去的東西的營養成分。
“把一天吃的量剛好控在額度內
吃了什麼東西有多少營養成分都算清楚
沒標示就上網查自己估算
吃了就把扣打用掉”
對單純減脂來講吃什麼都無所謂
當然垃圾食物我不建議吃 but吃不吃取決於你
附上我愛用的肉類營養標示網站
http://tsaijj11.pixnet.net/…/28305286-100g%E7%86%B1%E9%87%8…
簡言之 就是你一天能吃的養分就是算出來那樣
吃什麼都可以, if it fits your macros.
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☆熱力學第一定律
身為一個化學系學士跟準碩士 當然要扯一點熱力學
熱力學第一定律告訴我們dU=δq-δw
或者寫成ΔU=Q-W
亦即內能變化量為吸收熱量扣掉對外做功
內能變化就是身體組成改變 舉凡增減肌肉脂肪糖原等都是
吸收熱量自然是吃進來的養分
而對外做功就是維持身體機能跟身體活動消耗的能量
用熱量赤字來減脂就是熱力學第一定律的應用
如果吸熱扣掉對外做功的量是負值
那麼內能必定減少
也就是身體必須用掉某些身體組織或儲存的能源來支付這個能量負值
但是這不能保證都減到脂肪
只是脂肪跟血糖肝醣的使用優先順位高於蛋白質
所以基本上可以減脂 只要體脂率還沒低到極致的話
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歡迎轉載 不過我懶得回答問題
拜託自己好好看完
就算都不懂也能照著操作
最後本人無限期支持熱力學第一定律🐰
認同請分享🤤
熱力學 第 二 定律 化學 在 經濟部工業局 Facebook 的最佳解答
百達精密 職人精神研發特用化學品🧪
#工業局50週年 #深耕工業基礎專文
「百達精密,專門生產特用化學品,產品應用廣泛,從化粧品、家電空調、汽車內裝到船舶用油,以職人精神,在業界佔有不可取代的重要地位」。
🔹各類產品背後的無名英雄,特用化學品🔹
製造業從半導體、電子業、機械工業都廣泛使用 #化學品
但是你可能不知道
化學工業中有一類產品叫做「✨#特用化學品」
每一種都有特殊功能
在食衣住行各項產品中是一項不可或缺的必須原料。
🔹特用化學品,食衣住行應用廣泛🔹
#百達精密 生產的產品橫跨不同領域
舉凡✅冷凍潤滑油、✅化粧品酯類
✅機械用潤滑油、✅特殊添加劑 等都是應用範圍
其中生產的 #食品級潤滑油
已通過美國國家衛生基金會(NSF)所制定的H1分級標準
目前NSF是全世界公認的食品級潤滑油權威認證機構。
🔹成功祕訣:深耕技術及生產流程🔹
面對眾多且複雜的產品品項
要如何同時滿足來自各行各業不同客戶的要求呢?
關鍵在於百達精密近20年來不變的經營定律:
💡第一、#深耕基礎研究
讓每項產品都有獨特技術含量
💡第二、#靈活有彈性的共用產線生產流程
透過後臺系統的整合管理機制
能滿足少量多樣的生產並符合客戶需求
這兩個關鍵正是百達立足市場的生存條件。
🔹效法職人精神,與國際大廠交心🔹
百達精密因為效法日本職人精神深耕技術基礎
擁有關鍵技術能力後開始受到國際大廠的信任
在不同領域及國家取得八個產品專利
未來,也將持續發揮創新研發能量
用技術、專利,走上東南亞、歐盟和美國等國際市場
與其他競爭者一較高下💪!
👩🏫特用化學品技術簡介
#定義:它在化學工業中是一群用量少、品質精、組成複雜、用途特殊且附加價值高的化學品特色:它可做為塑膠添加劑、染顏料、塗料、接著劑、界面活性劑等,也用於製造清潔用品及化粧品製品等之原料。
#影響:它也是支援電子、機械、航太、紡織、資訊、生技、汽車、環保等工業的關鍵性原料,在生產過程中只要缺少所需的特用化學品,即使其他材料備齊,依然無法生產。
#市場成就:開發出全球第一套的熱力學模擬軟體,可以精確預測複雜的化學反應與組成,模擬出空調壓縮機中冷媒和潤滑油的交互作用情形。
#研發困境:由於採客製化研發,產品種類繁多,原料價格上漲、不易取得、產線流程規劃不當,皆會造成生產困境。
📖更多深耕工業基礎專文:https://50idb.gvm.com.tw/
#堅持到底的競爭力 #深耕工業基礎技術
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