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    首頁 訪談 未來燃料:如何建設一個真實的氫能經濟

    未來燃料:如何建設一個真實的氫能經濟

    來源:

    氫氣用途廣泛且儲量豐富,在世界各國實現其氣候目標的過程中可以大有所為。事實上,氫氣在歐盟委員會2050年的所有八種凈零排放情景中都有體現。 

    美國能源部于去年頒布了《兩黨基礎設施法案》,其中包括提供 80 億美元興建氫能樞紐,以擴大零碳氫和低碳氫在工業、電力、住宅和運輸領域的應用。在此基礎上,能源部同時發布了相關計劃促進對氫能經濟的重大投資。如果能夠以可持續的方式生產和運輸氫氣,低碳氫就可能轉變為世界需要的日常替代能源。

    霍尼韋爾特性材料和技術集團 (PMT) 總裁兼首席執行官 柯偉茂 (Vimal Kapur)

    的確,在政府和私營部門不斷增加氫能解決方案投資的情況下,氫能有望成為使用最廣泛的多用途能源之一。據研究公司 Wood Mackenzie 預測,到 2050 年,低碳氫將滿足全球最終能源需求的 7%,其總體需求將從目前的幾乎為零增長到 2.11 億噸。

    氫能還可以在能源安全和經濟增長方面發揮重要作用,尤其是正當世界各國在四處尋求減少對油氣進口的依賴。近期俄烏沖突的爆發和歐洲國家對俄羅斯能源的依賴更凸顯出這一問題的嚴重性。事實上,很多觀察家認為,俄烏沖突可能會導致能源加速轉型。

    歐盟委員會最近公布了一項新計劃,其中核心措施之一就是“可再生氫”。為實現歐盟在今年年底前將對俄羅斯天然氣的依賴減少三分之二的戰略,該提案謀求促進可再生能源的發展,并將 2030 年的綠氫產能目標提高到當前的四倍。

    發展綠氫和藍氫的另一個推動力是“環境、社會和公司治理 (ESG) ”理念的興起,以及全球客戶對環保議題的關注。從大型零售商到科技巨頭,再到運輸業巨頭,各公司都在承諾減少供應鏈中的碳排放量,因此,采用清潔氫能也具有良好的經濟意義。

    氫能未來三步走

    氫能經濟還剛剛萌芽,但隨著世界繼續尋找應對氣候變化的創新解決方案,氫能正被證明是一種可行的能源和經濟增長驅動力。氫能進一步得到廣泛使用需要三個前提:通過生產增加供應、可行的交通基礎設施,以及降低最終使用價格。

    增加供應和生產。第一步是提高“藍氫”和“綠氫”的供應和可用性。目前,投入使用的大多數氫氣為“灰氫”,這是一種碳密集度最高的氫氣?;覛涫窃谖床捎枚趸紲p排技術的情況下以化石燃料制成的氫氣,其生產過程伴隨著二氧化碳的排放。

    綠氫的生產采用電解工藝,使用可再生電力使水中的氫分子與氧分子分離。該工藝不會產生對環境有害的二氧化碳,使用的電力來自太陽能發電和風電等可再生能源,因此具有可持續性。然而,要大幅增加零排放綠氫的供應并降低生產成本,仍然需要大量的研發和資金投入。

    藍氫和灰氫一樣來自天然氣,但與灰氫不同的是,其排放的碳經過碳捕集處理并安全儲存在地下深處,因此,藍氫的二氧化碳排放量較灰氫顯著降低。綠氫是所有氫形式中最清潔的,在實現綠氫的大規模生產和供應之前,藍氫是一項關鍵的過渡型技術。 藍氫是脫碳的關鍵推動因素之一,而且現在已經有了大規模生產藍氫的清潔技術。

    基礎設施至關重要。大規模使用氫能的第二個關鍵因素是建設上游和下游所需的基礎設施——管道、罐和泵,以便有效運輸、儲存和輸送氫氣。除了生產足量的藍氫和綠氫外,開發可安全存儲和輸送氫氣的設施和管道也具有至關重要的意義。

    但這需要時間。為了實現預期的氫能商業化及工業規模生產,相關行業現在必須優先考慮減少排放的解決方案,同時建設支持未來可再生氫能的基礎設施。事實上,國際能源轉型委員會最近的一份報告顯示,全球工業脫碳用氫,可能需要在未來30年花費 15 萬億美元左右的投資。該研究還表示,其中大約 85% 的投資將用于發電,剩余 15% 將用于氫能的生產設施、運輸和存儲。

    開發一個可自我維持的生態系統將成為決定綠氫規?;l展的關鍵因素。這需要各行各業的組織機構攜手合作,向同一個目標邁進。參與的實體將涉及從上游生產到下游封存的價值鏈上的所有階段。氫能價值鏈中有眾多不同的利益相關者,他們將以各自的方式做出貢獻,共同打造出能夠自我維持的氫能經濟。

    激勵措施可加速氫能應用。氫能廣泛應用需要的第三個要素,就是提供稅收優惠等激勵措施,以此加速氫能經濟的發展并最大程度地降低初始成本。雖然電力和天然氣公用事業越來越多地考慮增加對低碳氫的投資,但當前藍氫和綠氫生產技術與設備的價格居高不下,仍然是限制氫能發展的主要障礙。

    在美國,一個積極的進展來自國會立法,將首次為零碳氫和低碳氫能源生產提供稅收抵免,以刺激氫能投資。此外,美國《國內稅收法》的第 45Q 節也有助于持續推動低碳氫能的發展。該法案為碳捕集和碳封存提供每噸最高 50 美元的稅收抵免,新提案可能會將這一數字提高到每噸 85 美元。

    美國國會同時也在致力于為氫能源行業以及碳捕集、使用和儲存 (CCUS) 行業奠定基礎。美國參眾兩院通過了《綜合撥款法案》,該法案提出了氫能產業的關鍵稅收優惠和規定,包括為氫能和燃料電池技術辦公室提供 1.5 億美元的撥款。

    未來之路

    要面對和解決迫在眉睫的全球氣候危機,可持續能源扮演的角色至關重要,而我們需要立即采取行動。隨著越來越多的組織為更好地達成全球氣候目標而實施凈零戰略,氫能在這些戰略中的地位也在日益提升。但這只是旅程的開始,通往凈零的道路復雜而又漫長。氫能和碳捕集的作用及各種應用尚未被廣泛了解或接受。

    積極的一面是,氫這種物質非常容易獲得,它是宇宙中儲量最豐富的元素。我們只需要找出經濟且高效地利用氫氣的方法。令人鼓舞的是,當前世界正朝著這個方向發展,市場上已經有多種新技術可以為企業的可持續發展之路提供幫助。


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