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致力成為綠色制氫大國,拜登政府公布清潔氫戰略與路線圖草案
作者:官方 來源:互聯網 所屬欄目:智庫 發布時間:2022-09-24 22:07
[ 導讀 ]根據本周五發布的“國家清潔氫戰略與路線圖”草案,美國能源部希望到 2030 年生產 1000 萬噸清潔氫能源。可知為了終結導致氣候變...

根據本周五發布的“國家清潔氫戰略與路線圖”草案,美國能源部希望到 2030 年生產 1000 萬噸清潔氫能源。可知為了終結導致氣候變化的化石燃料污染,增加氫燃料的生產,現已成為拜登政府的一個高度優先事項。

封面截圖

目前美國擁有大約千萬噸的年氫氣產能,但它們主要由“骯臟”的天然氣制成。相比于更加“清潔”的能源,這些氫氣仍處于“灰色”地帶。

為了推動轉型,各界顯然需要共同努力,將天然氣與有爭議的技術結合起來 —— 通過捕獲二氧化碳排放,并利用核能或可再生能源,以制造出更多的氫氣。

美國能源部部長 David Turk 在昨日的新聞發布會上稱:“清潔氫能源是本屆政府的一項高度優先技術事項,并且這么做的一個主要原因,就是它的多功能性”。

圖 1 - 美國溫室氣體凈排放量

氫被視作化石燃料的一個重要替代選項,比如航空和船運都有望更多地采用這一清潔能源。

此外在需要達到極高溫度的工業流程中,氫燃料也將有助于減少這部分溫室氣體排放 —— 對于風能和太陽能等可再生等能源來說,這點還是相當難以實現的。

但若將富余的風能和太陽能以轉換成氫氣的形式來儲存(類似電池),便可在電力需求較低時不至于浪費大量可再生能源。

圖 2 - 預計到 2050 年的美國溫室氣體凈排放量 / 清潔電網和凈零排放目標

氫氣燃燒后會變成水蒸氣,這也是其被視作清潔能源的一個主要加分項。至于氫氣的制備方法,其中一種方法是通過電解,以將水分子分離成氫氣 + 氧氣。

基于此方法,我們有望借助可再生能源來促成這一“綠色”轉化。此外業界還有另一套“粉色氫”制造路線,即利用核能來電解。

然而當前市面上的大部分氫氣,仍處于相對“灰色”的階段、并且會排放出溫室氣體。具體方法是讓甲烷氣體在高壓下與高溫蒸汽反應,在制造氫氣的同時釋放二氧化碳。

圖 3 - 美國能源部 H2@Scale 倡議 / 推動各領域實現更清潔的產氫脫碳

現在,拜登政府已經制定了一份更加清潔的氫能路線圖,希望在制備過程中運用清除二氧化碳的技術,讓“灰氫”變得更加綠色。

不過作為一個仍具爭議的主張,還是有批評者認為它將延長、而不是逐步淘汰化石燃料的統治,理由是捕獲二氧化碳并不能解決甲烷泄露 —— 這是天然氣基礎設施的一個老生常談的問題。

此外一些人擔心新的氫工業會產生自己的問題,比如本周早些時候,幾個環保組織以氫氣管道和儲存設施存在泄露的安全隱患為由,致信 DoE 部長并敦促其從政府環保倡議中剔除氫氣項目。

圖 4 - 預估氫能在全球各個領域的廣泛應用

即便如此,拜登政府似乎還是已經準備好了推進其氫能源雄心。在昨日發布的路線圖中,其規劃了隨時間增長的綠氫生產目標 —— 到 2040 年達到 2000 萬噸、并于 2050 年提升至 5000 萬噸年產能。

美國能源部認為,到 2050 年的時候,這一舉措有望讓該減少 10% 的溫室氣體排放量。不過鑒于它仍是一份草案,最終戰略仍需廣泛征求各界的反饋意見,才能走向具體的實施。

圖 5 - 美國 2030 / 2040 / 2050 清潔氫能展望

據悉,拜登政府已經啟動了一項計劃,旨在美國建立多達 10 個氫氣生產的區域中心。

能源部稱,至少一個樞紐會用上可再生能源來制造氫燃料、另有一個樞紐有望用上核能,此外 DoE 也尋求在“天然氣資源豐富”的地區設立至少兩個樞紐。

昨日,該部門提出了 70 億美元的融資機會、以推動這些氫能區域中心的開發,并稱之為 DoE 有史以來最大手筆的投資之一。

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