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美国为什么没有出现“氢能热”?

2020-8-10 11:54 来源: E Small Data

很早以来,氢就被认为是未来的能源。1845年,英国科学家威廉·格罗夫爵士(号称“燃料电池之父”)证明,在适当的条件和氧气的加入下,氢气可以发生化学反应,并产生强大的、无污染的电脉冲。氢能的可能性似乎无穷无尽:它可以为我们的汽车提供燃料,为我们的家庭供暖,甚至为我们的飞机提供动力。但在第一个“气体电池”诞生175年后的今天,这项技术还没有充分发挥潜力。

诚然,氢能的利用已经初见成效,有些使用燃料电池的汽车已经上路,甚至还有一些小型氢动力飞机正在研发中。但是,越来越多的汽车改用锂离子电池,航空公司也在开发可持续的生物燃料,氢燃料电池在交通领域的前景有明显的局限。

然而,有一个领域,氢能可能是至关重要的:生产钢铁水泥和材料的工业。工业过程以化石燃料作为能源,占全球化石燃料污染的20%以上。专家们认为,用可再生能源生产的氢气可以提供是工业领域减排的解决办法。

绿色氢气对工业制造业脱碳至关重要。在大多数行业,减排的解决方案是电气化,例如汽车或家庭供暖。但对于类似混凝土生产过程来说,这个经典公式行不通。工业过程需要高水平的热量和复杂的化学反应,而这些都不能单靠电来提供。另一方面,氢可以燃烧到足以运行高炉的温度,也可以作为钢铁等产品的必要化学过程的成分。

在全球新冠疫情大流行的背景下,欧洲国家正在推动绿色氢计划,在这个尚未开发的市场中将自己定位为领导者。欧盟计划到2030年在其境内装机40吉瓦的电解槽,并在可向欧盟出口氢的国家再装机40吉瓦,这相当于目前全球可用的电解产能的320倍。德国也宣布了一项“国家氢能战略”,拨出82亿美元投资于围绕绿色氢能的新业务和研究,另外23亿美元用于围绕新氢燃料建立国际伙伴关系。

然而,美国在国家层面上还没有发布任何氢战略。到目前为止,美国对绿色氢的投资一直很小:美国能源部上周宣布将在2020年投入6400万美元用于氢的研发,其中1500万美元专门用于降低绿色氢的成本。与此同时,美国民主党的长达538页的大规模气候计划提到了绿色氢,但没有提到具体投资或大规模建设电解技术。民主党人只是指出需要税收抵免,以降低低排放或零排放氢项目的生产成本。

专家认为,美国在绿色氢方面进展缓慢,一个重要原因是天然气的广泛供应。对美国来说,天然气等于能源安全。由于其境内有丰富且廉价的天然气,美国没有太多的动力来实现向氢的飞跃。如果没有相当高的碳价,我们很难看到氢气在美国具有竞争力的情景。

相比之下,欧洲地理和地质更有利于发展氢能。北海有巨大的区域,是海上风力涡轮机的理想位置,这将使绿色氢气的生产更加经济。欧洲还缺乏大量的天然气储备,这增加了对可在欧盟内部制造的替代燃料来源的需求。

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