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绿色氢气于美国而言,是机遇还是挑战?

能源界对增加氢气产量一直呼声很高,因为氢气应用广泛,一直被视为化石燃料的清洁替代品。然而,要提高绿色氢气的产能,就需要从可再生资源中获得大量清洁电力。美国的许多能源专家对此抱有疑问:生产氢气是否是利用太阳能、风能和其他清洁能源的最佳选择,或者,这些能源是否可以得到更好的利用。

利用可再生能源为电解过程提供动力,从而分离水中的氢和氧,就能生产出绿色氢气。该过程不排放二氧化碳,因此,相较于从化石燃料中提取的灰氢,绿色氢气更为清洁。

人们对绿色氢气的兴趣与日俱增,因为与许多其他清洁能源相比,绿色氢气的应用领域也更为广泛。国际能源机构称,氢能作为一种多功能的能源载体,能够推动包括长途运输、化工、钢铁在内的一系列行业实现脱碳,而在这些行业,减排最为不易。

《2022 年通胀削减法案》(IRA)是美国迄今为止最全面的气候政策,为氢能产业提供了巨额资金。在该政策出台之前,美国在绿色氢能产业方面处于落后地位,欧洲率先走在前列,中东和亚洲其他地区则紧随其后。IRA通过45V计划为氢气生产商减免税收,根据运营过程中的碳足迹,每公斤最高可减免3美元。因为绿色氢气的生产成本远高于化石燃料氢气,而这一财政激励措施旨在鼓励该行业的创新,从而有助于降低绿色氢气的价格。

本月,拜登总统和美国能源部部长詹妮弗·格兰霍尔姆(Jennifer Granholm)宣布了七个地区氢气中心(H2 Hubs)的名单,这些氢气中心将获得70亿美元的联邦资金,资金则来自2021年《两党基础设施法》。这些氢气中心预计每年将生产300万公吨氢气,约占该国2030年生产目标的三分之一,此举旨在减少难以脱碳行业的碳排放,预计每年可减碳排约2500万公吨,相当于减少 550万辆汽车的排放量。此外,这些中心还将促进各地区的地方经济发展,并提供数千个就业机会。

格兰霍姆说:“氢气是一种几乎可以在美国任何地方、利用。任何能源资源制造的多功能燃料。释放氢气的全部潜能至关重要,因为此举有助于实现拜登总统提出的由美国清洁能源驱动美国工业的目标,此外还可减小美国家庭和企业波动性,同时提供更实惠的能源选择。”

通过这项历史性的投资,拜登政府正在为一个由美国人主导的新产业奠定基础,该产业将推动全球清洁能源转型,同时在美国的每一个角落创造高质量的就业机会,从而构建更健康的社区。

然而,并非所有人都如此支持美国氢能的大规模发展。目前,绿色制氢仅占美国制氢总量的1%,大多数项目仍在继续使用化石燃料发电。45V计划旨在加快低碳氢气(无论是绿色氢气还是灰色氢气)生产,从而利用碳捕集与封存系统来减少碳排放。但现在,财政部必须制定相应的规章制度,以确保氢气生产采用清洁方法。

普林斯顿大学宏观能源系统教授杰·詹金斯(Jesse Jenkins)表示:“IRA的45V生产税收抵免是世界上最慷慨的清洁氢气补贴。但如果没有得到进行有效合理的实施,45V可能会适得其反,浪费美国成为全球新型清洁产业领导者的绝佳机会,并导致国内排放量大幅增加,妨碍美国实现气候目标。"

一些气候专家认为,在为生产运营提供动力方面,只有开发新的可再生能源,而非利用现有电网与存疑的碳核算方案时,绿色氢气才能被视为绿色能源。然而,英国石油公司美国分公司并不同意这种观点,该公司指出:“要求电解氢必须由新的可再生能源提供动力,这一额外性规定是不切实际的,尤其是在最初几年,采取这种方案将严重限制氢气项目的发展。”

其他能源专家则认为,绿色制氢不利于可再生能源的直接利用。康奈尔大学生态学和环境生物学教授罗伯特·豪沃斯(Robert Howarth)表示:“可再生电力是一种稀缺资源。直接通过电气化和电池可获得的电力电量更多,且速度更快。目前,甚至谈论起利用氢气为家庭和乘车供暖都毫无必要,且会造成资源浪费"。

虽然人们对美国清洁氢气产能的扩大十分乐观,而且该行业也得到了大量资金支持,但大规模开发真正绿色的氢气项目却并不那么简单。美国要想建立低碳氢能产业,就必须克服重重障碍。许多能源专家要求制定更合理的法规来管理行业发展,还有些人则质疑这是否是美国利用可再生能源的最佳选择。

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