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目前美国拥有大约千万吨的年氢气产能,但它们主要由“肮脏”的天然气制成。相比于更加“清洁”的能源,这些氢气仍处于“灰色”地带。
为了推动转型,各界显然需要共同努力,将天然气与有争议的技术结合起来 —— 通过捕获二氧化碳排放,并利用核能或可再生能源,以制造出更多的氢气。
美国能源部部长 David Turk 在昨日的新闻发布会上称:“清洁氢能源是本届政府的一项高度优先技术事项,并且这么做的一个主要原因,就是它的多功能性”。
图 1 - 美国温室气体净排放量
氢被视作化石燃料的一个重要替代选项,比如航空和船运都有望更多地采用这一清洁能源。
此外在需要达到极高温度的工业流程中,氢燃料也将有助于减少这部分温室气体排放 —— 对于风能和太阳能等可再生等能源来说,这点还是相当难以实现的。
但若将富余的风能和太阳能以转换成氢气的形式来储存(类似电池),便可在电力需求较低时不至于浪费大量可再生能源。
图 2 - 预计到 2050 年的美国温室气体净排放量 / 清洁电网和净零排放目标
氢气燃烧后会变成水蒸气,这也是其被视作清洁能源的一个主要加分项。至于氢气的制备方法,其中一种方法是通过电解,以将水分子分离成氢气 + 氧气。
基于此方法,我们有望借助可再生能源来促成这一“绿色”转化。此外业界还有另一套“粉色氢”制造路线,即利用核能来电解。
然而当前市面上的大部分氢气,仍处于相对“灰色”的阶段、并且会排放出温室气体。具体方法是让甲烷气体在高压下与高温蒸汽反应,在制造氢气的同时释放二氧化碳。
图 3 - 美国能源部 [email protected] 倡议 / 推动各领域实现更清洁的产氢脱碳
现在,拜登政府已经制定了一份更加清洁的氢能路线图,希望在制备过程中运用清除二氧化碳的技术,让“灰氢”变得更加绿色。
不过作为一个仍具争议的主张,还是有批评者认为它将延长、而不是逐步淘汰化石燃料的统治,理由是捕获二氧化碳并不能解决甲烷泄露 —— 这是天然气基础设施的一个老生常谈的问题。
此外一些人担心新的氢工业会产生自己的问题,比如本周早些时候,几个环保组织以氢气管道和储存设施存在泄露的安全隐患为由,致信 DoE 部长并敦促其从政府环保倡议中剔除氢气项目。
图 4 - 预估氢能在全球各个领域的广泛应用
即便如此,拜登政府似乎还是已经准备好了推进其氢能源雄心。在昨日发布的路线图中,其规划了随时间增长的绿氢生产目标 —— 到 2040 年达到 2000 万吨、并于 2025 年提升至 5000 万吨年产能。
美国能源部认为,到 2025 年的时候,这一举措有望让该减少 10% 的温室气体排放量。不过鉴于它仍是一份草案,最终战略仍需广泛征求各界的反馈意见,才能走向具体的实施。
图 5 - 美国 2030 / 2040 / 2050 清洁氢能展望
据悉,拜登政府已经启动了一项计划,旨在美国建立多达 10 个氢气生产的区域中心。
能源部称,至少一个枢纽会用上可再生能源来制造氢燃料、另有一个枢纽有望用上核能,此外 DoE 也寻求在“天然气资源丰富”的地区设立至少两个枢纽。
昨日,该部门提出了 70 亿美元的融资机会、以推动这些氢能区域中心的开发,并称之为 DoE 有史以来最大手笔的投资之一。
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