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随着世界越来越关注减少排放和缓解气候变化,分析人士认为,宇宙中最丰富的元素(氢)有可能成为未来的主流能源技术和关键的清洁燃料来源,这可能有助于减少温室气体排放。
在某些行业中,包括炼油,氨生产和甲醇生产中,氢气已被广泛使用。
但是,如果氢能支持世界能源转型并帮助解决温室气体排放问题,那么它每年将需要数百亿美元的投资来克服目前所面临的障碍。这些挑战对于建设必要的基础设施以创造真正的全球氢经济,以可再生能源有效地生产氢并实现零排放具有挑战。
标准普尔全球普氏能源资讯的杰弗里·麦克唐纳(Jeffrey McDonald)和安德鲁·摩尔(Andrew Moore)写道,简而言之,氢具有巨大的潜力,但它需要解决规模和资源挑战,才能成为未来真正的绿色燃料。
国际能源机构(IEA)估计,自1975年以来,世界对氢的需求增加了两倍多。但是,几乎所有的氢气都是由化石燃料(主要是天然气)制成,每年产生的氢气所产生的CO2等于英国和印度尼西亚的CO2排放量之和。
这就是为什么科学家称这种由化石燃料产生的氢为灰色氢;它的生产不是零排放。
根据国际能源署(IEA)的数据,在全球范围内,天然气现在是制氢的主要来源,占全球年氢气产量的四分之三。
在美国(全球供应量几乎达到一吨),美国目前有95%的氢气来自天然气。那不仅是因为美国天然气丰富,目前天然气制氢比电解制氢便宜得多。
从可再生能源通过电解产生的所谓绿色氢一直是一个有前途的概念,但是扩大零排放氢的生产一直是一个挑战。
据IEA称,“需要更大的电解器项目来证明扩大规模。”
IEA在今年的《氢的未来》报告中说,目前从低碳来源生产氢的成本很高,而氢基础设施的发展缓慢,如燃料电池汽车的加油站,阻碍了广泛的采用。
此外,用零排放源替代化石燃料来生产氢气的挑战目前也面临巨大挑战。
为了克服所有这些障碍,世界将需要大量投资以及跨界和大洲的政府与行业之间的大量协调与合作。
根据全球首席执行官级咨询机构Hydrogen Council的数据,要实现氢经济的规模,每年将需要投资200亿美元至250亿美元之间,到2030年总计需要2800亿美元。
该委员会说,有了长期,稳定的协调和激励政策,“吸引这些投资来扩大技术规模是可行的”,该委员会的成员包括石油巨头,例如BP,Equinor,壳牌和道达尔,以及汽车制造商,包括通用汽车,本田,现代和丰田。
几家大型石油公司(例如Equinor,Shell和Total)在其替代能源产品组合中都包含了氢及相关的研究与应用,但是在重工业中排放量最大或很少的情况下,有意义的大规模使用氢的排放量很少或为零。最难削减的是数年(甚至数十年)的路程。
BP表示,天然气是具有碳捕获和储存(CCS)的蓝色氢,目前是大规模生产中成本最低的低碳氢源,并认为该技术可能是氢广泛使用的关键驱动力。
“利用可再生能源和水电解产生的绿色氢将发挥越来越重要的作用,尤其是在世界上具有高可再生能源潜力的地区。我们认识到有必要展示和扩展这两种技术,并正在积极寻找机会。” BPs技术小组负责人David Eyton说。
根据气候政策智库“能源创新”的说法,未来几十年氢研究和技术的发展可能会使氢成为仅在美国一个数十亿美元的产业。
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