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星期二, 10月 19, 2021
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用于美国运输的蓝氢:向绿氢的过渡以及与欧盟保持同步的途径

正如美国能源部 (DOE) 在其 2020 年发布的氢能计划计划中指出的那样,“氢作为一种多功能的能源载体和化学原料,具有整合我们国家所有能源资源——可再生能源、核能和化石燃料的优势——并实现能源生产和最终用途的创新,这有助于使我们经济中三个能源密集度最高的部门脱碳:运输、发电和制造业。” 2021 年 6 月,作为能源地球计划的一部分,美国能源部发起了氢计划,旨在推动氢工业的公共和私人运输、货物运输和氢能储存,旨在降低清洁氢的成本80%至1 $1公斤1十年,美国能源部用语“1 1 1”。

在其氢能计划计划中,美国能源部表示支持国际能源协会在 2019 年 G20 峰会上发布的氢能未来,以努力“刺激对清洁氢的商业需求”。这“包括通过碳捕获、利用和封存(CCUS)扩大化石燃料中的“蓝色”氢,以及利用可再生能源和利用核资源进行水电解的“绿色氢。”

虽然部署绿色氢可能是实现净零排放的最直接途径,但蓝色氢将是摆脱化石燃料资源的最有效方式,使研发工作能够提高效率并降低绿色氢的生产成本,从而实现美国能源部的目标“1 1 1”愿景与行业愿景一致,尤其是在交通领域。

PowerTap Hydrogen Fueling Corp. 的努力

PowerTap Hydrogen Fueling Corp. 正在与 Andretti Group 合作部署蓝色氢用于运输,该集团拥有 100 多家公司拥有和运营的设施,并向大约 125 家独立所有者运营商提供多品牌燃料。PowerTap 正在 Andretti 站和其他行业参与者的站上安装现场蒸汽甲烷重整 (SMR) 生产和燃料设备,用于两种汽车,包括 8 级卡车。PowerTap 的方法是使用可再生天然气和化石燃料天然气的混合物来生产碳强度不超过 0 g CO 2 的氢气电子/兆焦耳。在加利福尼亚州,这将使 PowerTap 能够根据该州的低碳燃料标准 (LCFS) 法规获得碳信用额度,尤其是加氢基础设施信用额度。PowerTap 的蓝色氢气生产过程包括捕获和利用 CO 2副产品,主要通过生物消化器生产农业土壤改良剂和目前正在开发的其他用途,其次是通过承购商将 CO 2重新用于食品-级用途,例如饮料碳酸化和其他用途。

PowerTap 的技术

PowerTap 通常是技术不可知的,这使公司能够选择在实施零碳技术方面对行业有利、在成本方面以及对国家和世界有利的现场制氢和分配技术。目前,通过 SMR 生产的蓝氢是最具成本效益的方法,生产成本约为每公斤 3 美元,特别是在压缩、冷却和储存等互补技术中加入了相当节省成本的方法,这些技术通常无法补充当前的技术。当今制氢中的 SMR。今天专注于蓝色氢将能够在短期内(即在未来十年内)生产清洁、零排放的氢,并推动在美国建立强大的清洁氢产业,

欧洲引领潮流

截至目前,就未来计划的安装和支持该行业的政府政策而言,欧洲是氢经济的世界领导者。根据 IHS Markit 的Power-to-X季度报告,“2020 年发布了前所未有的氢气战略浪潮……六个欧洲国家和欧盟委员会发布了氢气战略……在大多数情况下,作为绿色复苏计划的一部分。” IHS Market 还预测,未来十年内,法国、德国、意大利、葡萄牙和西班牙将投资 440 亿美元用于绿色和蓝色氢,以实现到 2030 年实现 55% 的脱碳(Fit for 55,欧盟的计划“与 1990 年相比,到 2030 年将净排放量减少至少 55%,并到 2050 年成为第一个气候中性大陆。”)。此外,与全球 25.8 GWe 的输入容量相比,欧洲目前占全球绿色氢生产计划容量的一半以下,输入容量为 10.7 GWe。

美国戏剧追赶

随着新公司和项目的开发,美国最近开始在氢能方面取得更多进展。然而,由于其对天然气的依赖,其生产绿色氢的进展明显慢于欧洲,这主要是由其丰富性和优势驱动的。这使得美国与欧洲的地理优势互补绿色氢生产相比处于劣势。北海周围的土地非常适合风力涡轮机,这将为生产绿色氢气提供更可行的选择。

美国需要做些什么才能跟上欧洲的步伐

为了更好地与欧洲竞争,美国需要继续努力支持研究、开发和示范,沿着氢弹的“1 1 1”愿景,这将鼓励更多公司参与。为此,美国能源部最近宣布拨款 5250 万美元,为 31 个与绿色氢技术相关的项目提供财政支持。美国能源部还在能源高级研究计划署 (ARPA-E) 下制定了一项 4.3 亿美元的研发计划,该计划针对的是对私营部门投资来说太新的能源技术。该计划将鼓励更多氢能和可再生能源行业的初创企业。

美国与欧洲竞争需要关注的另一个领域是通过各级政府(联邦、州和地方各级)一致的政策来推动氢工业的发展。这应该包括激励立法,例如强制采用氢燃料电池的发动机标准,特别是在重型 8 类卡车的货物运输中,实施提供基础设施的货币激励措施,正如加利福尼亚州为解决“鸡基础设施和车辆采用之间的问题,扩大和扩大税收抵免,如替代燃料信贷、燃料电池汽车税收抵免、替代燃料基础设施信贷,

尽管美国和欧洲可能会间接地与他们在绿色氢生产方面的进步展开竞争,但在未来几十年内减少碳排放并努力实现气候中和世界是全球目标。《巴黎协定》是一项与气候变化有关的具有法律约束力的条约,由包括美国和欧盟在内的 197 个国家通过,共同目标是将全球变暖控制在 1.5 摄氏度以内。该协议对于实现更绿色的未来至关重要,因为它汇集了世界所有主要经济体,为实现共同目标而努力,同时以资金、技术和能力支持发展中国家在可再生能源和气候方面取得自己的进步改变。

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