科学家正在探索铁粉如何能够改变可再生能源的储存和运输方式，同时为老化的燃煤电厂赋予新用途。

根据卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的一项新研究，铁粉可能有助于将旧燃煤电厂转变为气候中和电力的来源。研究人员发现，这种可循环使用的燃料可以帮助欧洲在风力与日照长期不足的时期维持电力供应稳定，尤其是在其他形式储能受限的地区。

该过程依赖一个循环：燃烧铁粉产生热量，并生成氧化铁，也就是通常所说的铁锈。随后，利用可再生能源生产的氢可以去除氧化铁中的氧，使这种金属恢复，从而可以再次使用。KIT工业生产研究所（IIP）的Julia Schuler表示：“这一循环不排放二氧化碳，也不排放对环境有害的物质。”

将燃煤电厂改造为燃铁设施

一个潜在优势是，铁粉可以在现有燃煤电厂中使用，而无需更换全部设备。Schuler说：“铁粉燃烧时的表现与煤炭非常相似。我们想弄清楚，是否有可能将现有燃煤电厂改造为燃铁电厂。”

据Schuler介绍，大多数改造将涉及负责产生热量的设备。其他主要部件，包括蒸汽轮机、发电机以及与电网的连接，都可以继续使用。德国可能尤其适合采用这种方法，因为其拥有大量燃煤电厂，并且有可能保留现有供热网络和其他基础设施。

无需氢管道即可运输可再生能源

铁粉还可以提供一种跨长距离运输可再生能源的实用方式。沿海风电场或沙漠地区太阳能设施发出的电力可用于制氢，而氢可将氧化铁转化为铁。随后，所得铁粉可以被运输到另一地点并燃烧，以回收储存的能量。

与需要专用管道、进口终端和地下储存设施的氢不同，铁粉的运输相对简单，并且可以长期储存。这可以减少在地区之间运输可再生能源所需的基础设施投资。欧洲内部产生的多余可再生电力，也可以通过一个中间制氢环节在当地再生铁。

计算机模型揭示铁在哪些地方最有用

为了研究这项技术的潜力，KIT科学家在“Clean Circles”研究项目的成果基础上继续推进。在一项由巴登-符腾堡州能源研究基金会（Stiftung Energieforschung Baden-Württemberg）资助的研究中，他们扩展了现有的PERSEUS能源模型，将燃铁电厂、铁再生设施以及储存和运输所需的基础设施纳入其中。

随后，研究人员模拟了到2050年气候中和欧洲能源系统的发展，并将铁与电池、储氢和氢电厂等竞争技术进行了比较。在所有考察的情景中，燃铁电厂都出现在成本最低的能源系统中，不过结果并未表明铁会取代氢。

最大的益处出现在水电资源有限或适合地下储氢地点较少的国家。在这些地区，铁可以帮助在风能和太阳能发电长期短缺时维持电力供应。当氢管道和进口设施容量受限时，铁还可以减轻其需求压力。

决定铁未来的挑战

Schuler表示：“在实现气候中和以及可靠地提供可再生能源方面，铁可能发挥非常特殊但在经济上有意义的作用。”

发电领域是否会出现新的“铁器时代”，将在很大程度上取决于两个尚未解决的技术和经济问题：现有燃煤电厂必须进行多大范围的改造，以及氧化铁能够以多高效率被转化回可重复使用的铁。模拟表明，铁可以在气候中和能源系统中补充氢，但其实际竞争力将取决于这些过程在模型之外的表现。

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！