美國(guó)氫能經(jīng)濟(jì)路線圖—減排及驅(qū)動(dòng)氫能在全美實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)

執(zhí)行摘要

50年前，美國(guó)首次實(shí)現(xiàn)人類(lèi)登月。而阿波羅11號(hào)任務(wù)依賴(lài)于氫動(dòng)力燃料電池系統(tǒng)，該系統(tǒng)為任務(wù)提供電力和水，并依靠液態(tài)氫作為燃料推動(dòng)火箭。自1969年以來(lái)，美國(guó)一直是燃料電池和氫能技術(shù)的領(lǐng)頭羊，其將各種生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)以及利用技術(shù)跨部門(mén)、跨應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。如今，隨著美國(guó)能源未來(lái)的確定，氫能產(chǎn)業(yè)和美國(guó)一樣正處于十字路口。

美國(guó)的能源系統(tǒng)正在逐步演變。從發(fā)電部門(mén)至運(yùn)輸部門(mén)，新的技術(shù)正在獲取更多的份額。企業(yè)正在努力解決脫碳、自然資源保護(hù)、基礎(chǔ)設(shè)施老化、能源儲(chǔ)存、不斷變化的監(jiān)管環(huán)境以及新的客戶(hù)需求。能源系統(tǒng)的彈性和可靠性正在變得越來(lái)越受關(guān)注。

氫能正在應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。氫能是一種跨部門(mén)的能源載體，其存在諸多的優(yōu)點(diǎn)。其可應(yīng)用于長(zhǎng)時(shí)間的能源儲(chǔ)存以及大范圍的能源運(yùn)輸。無(wú)論是重載、輕載還是其他材料的燃料電池汽車(chē)，均不會(huì)造成尾氣排放，而氫能的生產(chǎn)也能實(shí)現(xiàn)碳的近零排放，甚至在全生命周期的基礎(chǔ)上也是如此。一個(gè)充滿活力的氫能工業(yè)將維持美國(guó)的能源領(lǐng)導(dǎo)地位和安全，創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)，大幅減少碳排放，并支持經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

圖1在雄心勃勃的情景下，氫能在美國(guó)的潛在效益

現(xiàn)在是時(shí)候加強(qiáng)對(duì)氫能的支持了。現(xiàn)在對(duì)氫能的投資和決策將產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。此外，許多能源基礎(chǔ)設(shè)施的決策需要很長(zhǎng)時(shí)間才能實(shí)施。其他國(guó)家針對(duì)氫能經(jīng)濟(jì)正在制定規(guī)劃，美國(guó)需要迅速并且繼續(xù)主導(dǎo)氫能行業(yè)的增長(zhǎng)。在過(guò)去的十年中，美國(guó)能源部（DOE）為氫和燃料電池提供的資金從每年約1億美元到2億8000萬(wàn)美元不等，自2017年以來(lái)每年約有1億5000萬(wàn)美元。其他國(guó)家同樣也大量資金投入于氫能產(chǎn)業(yè)。如日本產(chǎn)經(jīng)省宣布2019年度的氫能融資約為5億6000萬(wàn)美元。中國(guó)宣布到2023年氫運(yùn)輸業(yè)的投資將超過(guò)170億美元。在歐洲，德國(guó)每年投資1.1億美元用于資助研究實(shí)驗(yàn)室測(cè)試工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的新的氫能技術(shù)。

圖2不同部門(mén)氫能的潛在需求（2030和2050視角）

需要投資來(lái)為氫能解決方案奠定基礎(chǔ)。建立基礎(chǔ)氫能基礎(chǔ)設(shè)施需要資金，而企業(yè)需要投資于低碳?xì)浣鉀Q方案的正確激勵(lì)。需要解決監(jiān)管障礙和適當(dāng)?shù)囊?guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化和健全、可靠的供應(yīng)鏈。需要為氫能技術(shù)的更多研究、開(kāi)發(fā)、演示和部署提供資金，以提高競(jìng)爭(zhēng)力和績(jī)效。將資本引向氫能是推動(dòng)其在美國(guó)增長(zhǎng)的關(guān)鍵。

圖3已經(jīng)有許多短期的工業(yè)應(yīng)用正在運(yùn)行中

圖4氫能使用路線圖

圖5氫能應(yīng)用路線圖

圖6氫能規(guī)模—雄心勃勃的路線圖的轉(zhuǎn)折點(diǎn)

正文

來(lái)自天然氣的氫—深度脫碳的關(guān)鍵

氫：一種可再生能源視角

氫經(jīng)濟(jì)—低碳發(fā)展的路徑

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