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拜登總統(tǒng)為美國設(shè)定了一個雄心勃勃、具有重大影響的目標(biāo)——到2050年實現(xiàn)凈零排放經(jīng)濟。
要實現(xiàn)這一氣候目標(biāo)，就必須對美國經(jīng)濟進行大規(guī)模轉(zhuǎn)型，建設(shè)新的基礎(chǔ)設(shè)施，并迫切需要提高我們的全球競爭力。對于此，美國是怎樣做的呢？
建立一個零排放的電網(wǎng)，太陽能，風(fēng)能，核能，水力發(fā)電和存儲是必要的，但遠遠不夠。他們還需要一種清潔的燃料來減少工業(yè)熱、長途重型運輸和長期儲能的排放。氫氣不排放溫室氣體，是主要候選人。
美國能源部長詹妮弗·格蘭霍姆最近宣布的“氫地球拍攝計劃”一項創(chuàng)新計劃，目標(biāo)是到本世紀末以每公斤1美元的價格生產(chǎn)無溫室氣體氫氣。為了加快在全經(jīng)濟范圍內(nèi)部署此類突破的規(guī)模，氫氣計劃需要深刻理解研發(fā)（R&D）、基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟、市場和政策之間的復(fù)雜相互作用。
如今，美國每年生產(chǎn)1000萬噸氫氣，其中95%來自天然氣，通過蒸汽甲烷改造。這些氫氣大部分用于氨生產(chǎn)，用于生產(chǎn)農(nóng)業(yè)肥料和用原油制造汽油、柴油和塑料。這種"灰色"氫氣每公斤大約需要1美元，并附帶10公斤的二氧化碳排放。
將二氧化碳從氫氣中分離出來，并永久地將其封存在地下，使灰變成"藍色"氫氣，但成本至少增加了50%。為了使藍氫成為可行的選擇，我們需要研發(fā)來降低二氧化碳分離成本，以及對碳排放征收直接或間接費用的政策。此外，我們需要一個管道基礎(chǔ)設(shè)施，將數(shù)億噸捕獲的二氧化碳從氫氣廠轉(zhuǎn)移到地質(zhì)地點永久儲存。
或者，稱為電解器的設(shè)備可以用來分解水使用電力和生產(chǎn)所謂的"綠色"氫。只有當(dāng)發(fā)電有凈零排放時，綠色氫才是真正的綠色。如今，綠色氫氣每公斤的價格是灰度甚至藍色氫氣的3到4倍。為了使綠色氫具有競爭力，零碳電價必須降低30%，電解機系統(tǒng)成本必須降低70%或更多。綠色氫氣可能需要升級的網(wǎng)格，但它不需要新的基礎(chǔ)設(shè)施來構(gòu)建。
如果你想知道為什么有這么多的顏色的無色氣體，讓我們再添加一個"綠松石"氫。這是基于一種很有前途的方法，稱為甲烷熱解，其中天然氣被裂開，以產(chǎn)生無溫室氣體的氫氣和純固體碳作為共同產(chǎn)品。固體碳可用于各種市場應(yīng)用，這在一定程度上抵消了氫的成本。此外，它可以用卡車拖走，不需要建造新的基礎(chǔ)設(shè)施。綠松石氫有可能達到地球目標(biāo)，但開發(fā)具有成本效益的火焰機需要研發(fā)，需要制定政策來鼓勵固體碳市場。
使技術(shù)、供應(yīng)鏈、基礎(chǔ)設(shè)施和市場保持一致的政策對于成功和擴大規(guī)模至關(guān)重要。新建基礎(chǔ)設(shè)施，如管道和輸電線路，成本高昂，耗時耗時，并伴隨著社會接受的挑戰(zhàn)。高壓氫氣管道尤其如此，因為氫氣會起重，因此存在安全風(fēng)險。
因此，綠色和綠松石氫氣可以使用數(shù)千英里的現(xiàn)有輸電線路和天然氣管道來移動現(xiàn)場無溫室氣體氫生產(chǎn)的原料，具有更快擴展的潛力。
如果將無溫室氣體氫氣用于為長途卡車運輸和海運提供燃料，那么每公斤1美元的目標(biāo)將使其成本與柴油具有競爭力，這凸顯了實現(xiàn)氫氣地球目標(biāo)的重要性。與柴油不同，即使在高壓下，氫氣的體積能量密度也低得多。然而，液氨可能是氫氣的誘人載體。幸運的是，液氨具有全球基礎(chǔ)設(shè)施，因為氨用于生產(chǎn)肥料。
氫氣面臨的困難挑戰(zhàn)是它用于工業(yè)熱。燃燒氫氣必須與燃燒天然氣競爭。天然氣價格低廉（不收取碳排放費），氫氣生產(chǎn)成本需要每公斤50美分（氫氣地球目標(biāo)的一半）才能競爭。這突出表明，要么對碳排放實行直接價格，如碳稅，要么對碳排放實行間接價格，如強制性清潔能源標(biāo)準(zhǔn)，或者將兩者結(jié)合起來。
摘譯自：The Hill
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