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根據(jù)本周五發(fā)布的“國家清潔氫戰(zhàn)略與路線圖”草案，美國能源部希望到 2030 年生產(chǎn) 1000 萬噸清潔氫能源?？芍獮榱私K結(jié)導(dǎo)致氣候變化的化石燃料污染，增加氫燃料的生產(chǎn)，現(xiàn)已成為拜登政府的一個(gè)高度優(yōu)先事項(xiàng)。
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目前美國擁有大約千萬噸的年氫氣產(chǎn)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(dòng)轉(zhuǎn)型，各界顯然需要共同努力，將天然氣與有爭議的技術(shù)結(jié)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(fā)布會(huì)上稱：“清潔氫能源是本屆政府的一項(xiàng)高度優(yōu)先技術(shù)事項(xiàng)，并且這么做的一個(gè)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(gè)重要替代選項(xiàng)，比如航空和船運(yùn)都有望更多地采用這一清潔能源。
此外在需要達(dá)到極高溫度的工業(yè)流程中，氫燃料也將有助于減少這部分溫室氣體排放 —— 對(duì)于風(fēng)能和太陽能等可再生等能源來說，這點(diǎn)還是相當(dāng)難以實(shí)現(xiàn)的。
但若將富余的風(fēng)能和太陽能以轉(zhuǎn)換成氫氣的形式來儲(chǔ)存（類似電池），便可在電力需求較低時(shí)不至于浪費(fèi)大量可再生能源。
圖 2 - 預(yù)計(jì)到 2050 年的美國溫室氣體凈排放量 / 清潔電網(wǎng)和凈零排放目標(biāo)
氫氣燃燒后會(huì)變成水蒸氣，這也是其被視作清潔能源的一個(gè)主要加分項(xiàng)。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(zhuǎn)化。此外業(yè)界還有另一套“粉色氫”制造路線，即利用核能來電解。
然而當(dāng)前市面上的大部分氫氣，仍處于相對(duì)“灰色”的階段、并且會(huì)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(yīng)，在制造氫氣的同時(shí)釋放二氧化碳。
圖 3 - 美國能源部 H2@Scale 倡議 / 推動(dòng)各領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更清潔的產(chǎn)氫脫碳
現(xiàn)在，拜登政府已經(jīng)制定了一份更加清潔的氫能路線圖，希望在制備過程中運(yùn)用清除二氧化碳的技術(shù)，讓“灰氫”變得更加綠色。
不過作為一個(gè)仍具爭議的主張，還是有批評(píng)者認(rèn)為它將延長、而不是逐步淘汰化石燃料的統(tǒng)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(chǔ)設(shè)施的一個(gè)老生常談的問題。
此外一些人擔(dān)心新的氫工業(yè)會(huì)產(chǎn)生自己的問題，比如本周早些時(shí)候，幾個(gè)環(huán)保組織以氫氣管道和儲(chǔ)存設(shè)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(huán)保倡議中剔除氫氣項(xiàng)目。
圖 4 - 預(yù)估氫能在全球各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用
即便如此，拜登政府似乎還是已經(jīng)準(zhǔn)備好了推進(jìn)其氫能源雄心。在昨日發(fā)布的路線圖中，其規(guī)劃了隨時(shí)間增長的綠氫生產(chǎn)目標(biāo) —— 到 2040 年達(dá)到 2000 萬噸、并于 2050 年提升至 5000 萬噸年產(chǎn)能。
美國能源部認(rèn)為，到 2050 年的時(shí)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(zhàn)略仍需廣泛征求各界的反饋意見，才能走向具體的實(shí)施。
圖 5 - 美國 2030 / 2040 / 2050 清潔氫能展望
據(jù)悉，拜登政府已經(jīng)啟動(dòng)了一項(xiàng)計(jì)劃，旨在美國建立多達(dá) 10 個(gè)氫氣生產(chǎn)的區(qū)域中心。
能源部稱，至少一個(gè)樞紐會(huì)用上可再生能源來制造氫燃料、另有一個(gè)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(qū)設(shè)立至少兩個(gè)樞紐。
昨日，該部門提出了 70 億美元的融資機(jī)會(huì)、以推動(dòng)這些氫能區(qū)域中心的開發(fā)，并稱之為 DoE 有史以來最大手筆的投資之一。
