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根據本周五發(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 1000 萬噸清潔氫能源?？芍獮榱私K結導致氣候變化的化石燃料污染，增加氫燃料的生產，現(xiàn)已成為拜登政府的一個高度優(yōu)先事項。
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目前美國擁有大約千萬噸的年氫氣產能，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。
為了推動轉型，各界顯然需要共同努力，將天然氣與有爭議的技術結合起來 —— 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)布會上稱：“清潔氫能源是本屆政府的一項高度優(yōu)先技術事項，并且這么做的一個主要原因，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重要替代選項，比如航空和船運都有望更多地采用這一清潔能源。
此外在需要達到極高溫度的工業(yè)流程中，氫燃料也將有助于減少這部分溫室氣體排放 —— 對于風能和太陽能等可再生等能源來說，這點還是相當難以實現(xiàn)的。
但若將富余的風能和太陽能以轉換成氫氣的形式來儲存（類似電池），便可在電力需求較低時不至于浪費大量可再生能源。
圖 2 - 預計到 2050 年的美國溫室氣體凈排放量 / 清潔電網和凈零排放目標
氫氣燃燒后會變成水蒸氣，這也是其被視作清潔能源的一個主要加分項。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。
然而當前市面上的大部分氫氣，仍處于相對“灰色”的階段、并且會排放出溫室氣體。具體方法是讓甲烷氣體在高壓下與高溫蒸汽反應，在制造氫氣的同時釋放二氧化碳。
圖 3 - 美國能源部 H2@Scale 倡議 / 推動各領域實現(xiàn)更清潔的產氫脫碳
現(xiàn)在，拜登政府已經制定了一份更加清潔的氫能路線圖，希望在制備過程中運用清除二氧化碳的技術，讓“灰氫”變得更加綠色。
不過作為一個仍具爭議的主張，還是有批評者認為它將延長、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 —— 這是天然氣基礎設施的一個老生常談的問題。
此外一些人擔心新的氫工業(yè)會產生自己的問題，比如本周早些時候，幾個環(huán)保組織以氫氣管道和儲存設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目。
圖 4 - 預估氫能在全球各個領域的廣泛應用
即便如此，拜登政府似乎還是已經準備好了推進其氫能源雄心。在昨日發(fā)布的路線圖中，其規(guī)劃了隨時間增長的綠氫生產目標 —— 到 2040 年達到 2000 萬噸、并于 2050 年提升至 5000 萬噸年產能。
美國能源部認為，到 2050 年的時候，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，才能走向具體的實施。
圖 5 - 美國 2030 / 2040 / 2050 清潔氫能展望
據悉，拜登政府已經啟動了一項計劃，旨在美國建立多達 10 個氫氣生產的區(qū)域中心。
能源部稱，至少一個樞紐會用上可再生能源來制造氫燃料、另有一個樞紐有望用上核能，此外 DoE 也尋求在“天然氣資源豐富”的地區(qū)設立至少兩個樞紐。
昨日，該部門提出了 70 億美元的融資機會、以推動這些氫能區(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。
