为美国氢经济奠定基础

在欧洲和亚洲，以氢为基础的能源计划和项目的公告正以前所未有的规模和野心出现。相比之下，美国没有看到相同的头条新闻。但是美国正在悄然取得进展，并为不久之后作为氢能国家战略出台奠定基础。

欧盟新的《氢战略》与其能源系统整合战略紧密相关，希望建立一个涵盖东欧和北非的大型区域性氢市场。东北亚在氢利用计划方面与欧洲持平。日本具有深远意义的计划包括从中东主要石油和天然气出口国进口蓝色氢（通过碳捕获生产）。

尽管美国尚未宣布进行大规模的努力，但在构想和启动未来的“氢经济”方面正在取得重大进展。美国政府现在正在资助一项专门针对新兴技术和市场开发的计划。同时，一个主要的行业集团发布了一个现实的“路线图”，为新技术的部署和市场开放设定了10年的时间表。

能源部做氢

美国能源部H2 @ Scale计划被描述为在整个经济中全面实现氢能益处的一项多年计划，是一项已有四年历史的计划，开始显示出成果。它认为氢是一种集成技术，可以提高各种能源的性能，并在促进低碳能源系统中发挥关键作用。

在过去的一年中，美国能源部向大约50个项目提供了超过1亿美元的赠款，以推动H2 @ Scale计划的实施。它们由美国能源部能源效率和可再生能源办公室（EERE），其氢与燃料电池技术办公室（HFTO）与其他EERE办公室合作提供资金。就在上个月，EERE宣布在2020财年为18个项目投入约6,400万美元。

选定的项目在需要技术开发以广泛推进整个美国能源系统中氢的部署方面表现出极大的广度和重点。综上所述，它们显示出氢气有望在运输，重工业，能源存储和其他能源密集型行业的脱碳中发挥关键作用。

六个项目致力于燃料电池技术的研究与开发以及重型燃料电池卡车的制造。支持私营部门在电解器制造方面的研发，以及对氢气存储的公司和学术研究的支持，特别是用于氢气存储罐的高强度碳纤维。有两个项目可以刺激港口和数据中心大规模使用氢气的示范，以及有关将氢气用于绿色钢生产的学术研究。一个项目专门用于未来氢和燃料电池劳动力的培训计划。

EERE HFTO总监Sunita Satyapal说：“ H2 @ Scale正在确定新兴市场，氢技术的集成可以在这些新兴市场中增加价值。”她补充说：“这些市场的一些例子是数据中心，港口，钢铁制造以及中型和重型卡车。”

萨蒂亚帕尔女士说，这些项目旨在弥合技术创新的差距，并示范如何将氢能机会转化为真正的解决方案。HFTO管辖范围内的所有研究，开发和演示均以技术，性能和成本目标为指导。这些目标是在业界投入的基础上制定的，以确保新技术将与现有技术竞争。

她说：“项目将强调通过创新的制造方法和技术来加强氢供应链。”

除了竞争性选择和资助的项目外，实验室合作协议下还有超过25个H2 @ Scale项目。合作研究与开发协议（CRADA）使国家实验室能够在关键技术领域与工业界合作，以推动H2 @ scale的发展。最近对CRADA项目进行了新的呼吁，在国家实验室的两个优先领域的合作项目中可获得高达2400万美元的资金：中型和重型FCEV的氢燃料技术；天然气管道中的氢气混合。

行业投入

燃料电池与氢能协会（FCHEA）主席Morry Markowitz表示：“美国能源部H2 @ Scale计划对于实现转化氢和燃料电池技术的更广泛商业化至关重要。”

他说：“这些项目中的许多项目正在推进传统上难以脱碳的市场中的氢应用，例如重型运输，船舶推进和钢铁生产。”

FCHEA是一家总部位于华盛顿特区的行业协会，致力于促进燃料电池和氢能源的商业化和市场化，它已经为“氢经济”制定了全面的愿景。它的《通往美国氢经济的路线图》着眼于所有潜在的应用领域：作为用于住宅和商业建筑的低碳（可能为零碳）燃料；作为运输部门的重要燃料；作为工业和长途运输的燃料和原料；作为电力部门中发电和电网平衡的重要参与者。

如果美国政府认真考虑制定低碳能源未来的全面规划和目标，FCHEAs路线图很可能预示了正式的氢战略。它分为四个阶段：2020-22年（立即采取措施），2023-25年（早期扩大规模），2026-30年（多样化）以及2030年以后，该小组预计氢应用将会广泛推广。

立即采取的步骤始于在州和国家一级设定目标。他们还专注于扩展成熟应用程序的最佳机会，寻求降低成本的机会，这将带来新的机会。在具有可再生能源标准的州中看到了一个早期的机会，在这些州，适当的监管框架可以使氢气开始在电网稳定性和存储中发挥作用。

在早期扩大规模时，大规模的氢气生产和需求开始降低成本。该路线图为轻型和重型燃料电池电动汽车（FCEV）设定了具体目标，并呼吁扩大加油站网络。发电的改造将增强电网平衡，同时也开始与天然气混合用于建筑物。

多元化始于十年中期，每年消耗约1700万吨低碳氢燃料，售出120万辆FCEV。到本世纪末，关键的基础设施已经到位，重工业和航空业难以脱碳的部门受到影响。整个经济范围内的碳价格将促进这种扩张。

2030年以后，氢的骨干基础设施将开始大规模出现，其中包括低碳氢的生产，氢分配管道网络和全美国的大型加油站网络。到2050年，氢燃料电池将成为分布式电源的标准配置，而现场电解槽可支持本地电网，储能和负载平衡，同时为加油站提供氢。在工业上，低碳氢是一种广泛使用的原料，既可以通过碳捕获和储存，也可以通过专用的可再生能源和现场水电解来生产。

这种对氢的崇高愿景将取决于强有力的政府领导以及与业界的密切合作。FCHEAS路线图指出，欧洲和亚洲国家目前正在为未来的氢能经济进行基础投资。该组织呼吁美国不要落后。