10月13日,总统乔·拜登和能源部长珍妮弗·格兰霍姆宣布了在美国各地开发七个区域性清洁氢能中心的计划。这些中心将从《两党基础设施法》获得70亿美元的资金,以加速低成本、清洁氢气的国内市场。
这些新中心的目标是每年生产超过300万公吨清洁氢气。据估计,它们将有助于消除2500万公吨二氧化碳排放,相当于超过550万辆汽油动力汽车的年排放总量。
白宫表示,推进清洁氢能对于实现拜登总统“建设强大的清洁能源经济、加强能源安全、促进国内制造业、创造更健康社区、并在全国范围内提供新就业机会和经济机会的愿景”至关重要。
为什么选择氢气?
氢气是地球上最简单、最丰富的元素。然而,它在自然界中很少单独存在,通常以化合物形式存在,如水(H20)。元素氢也是一种能量载体,这意味着它可以将能量以可用的形式从一个地方运输到另一个地方。然而,为了做到这一点,氢气必须从其他物质中生产出来。
氢燃料是通过分离水分子制成的,有时使用一种称为电解槽的设备。氢燃料也可以在称为蒸汽甲烷重整的工艺中从天然气中生产,该工艺将甲烷与蒸汽结合。
虽然氢气本身是一种清洁燃料,但目前制造它的工艺却一点也不清洁。大量使用化石燃料,排放二氧化碳和甲烷等温室气体。能源公司正在努力开发更清洁的、无排放的氢燃料生产方法,而加利福尼亚州、德克萨斯州和科罗拉多州已经在努力成为清洁氢能中心。
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这些新宣布的中心将专注于减少氢气生产过程中二氧化碳排放的目标。这项巨大的工程需要大量的可再生能源来驱动制造过程。它还可能需要额外的核能和一个大型碳储存设施网络,这些设施将在仍使用天然气生产氢气的地区捕获并埋藏排放物。
清洁地制造氢气有助于美国多个行业的脱碳,因为氢气用于制造化肥,并且在化工和石化行业中很重要。
清洁能源倡导组织RMI的氢能专家奥列克西·塔塔连科告诉《华盛顿邮报》:“这有可能带来变革。但我们需要从一开始就把它做好。我们需要确保这种氢气能够证明气候效益。”
这需要多长时间?
格兰霍姆告诉《PopSci》:“这项倡议为美国提供了一个机会,‘围绕氢气创造一个全新的经济,并让成千上万的人就业,特别是那些在一个世纪以来为我们国家提供动力的人们。’”
这些中心将有助于扩大氢气产量,降低目前高昂的氢气生产成本。它还涵盖了从建设到运营和设计的多个行业。
格兰霍姆说:“对于这七个氢能中心,这是一项一比六的投资,也就是说,联邦政府每投入一美元,私营部门就投入六美元,所以这是政府推动,但私营部门主导的。” “这些项目不是一年的项目,而是需要数年时间来规划、设计、建造和运营的项目。”
“氢能中心”将设在哪里?
这七个新的氢能中心将分布在16个州,并按地理区域划分。
格兰霍姆解释说:“被选中的这些州尚未获得拨款。在选择和拨款之间有一个谈判期。所以,有一个时间段让各州确保它们拥有一个能让这些中心取得成功的环境。”
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宾夕法尼亚州、特拉华州和新泽西州的中大西洋中心将改造旧的石油基础设施,并利用现有和创新的电解槽技术提供的可再生能源和核能。
阿巴拉契亚中心将位于西弗吉尼亚州、俄亥俄州东南部和宾夕法尼亚州西南部。该中心预计将是产量最大的中心之一,并将利用该地区的气体甲烷来提炼氢气。
加利福尼亚中心将覆盖整个黄金州,并包括繁忙的洛杉矶港、长滩港和奥克兰港,专门从可再生能源和生物质中生产氢气。
得克萨斯州休斯顿将设立一个海湾沿岸中心,并可能扩展到路易斯安那州。休斯顿是美国传统的能源之都,该中心的计划包括通过天然气(结合碳捕获)和可再生能源驱动的电解来大规模生产氢气。
横跨明尼苏达州、北达科他州和南达科他州的心腹地带氢能中心将利用风能生产氢气,以实现该地区关键农业部门的脱碳。
位于伊利诺伊州、印第安纳州和密歇根州的中西部中心将通过在钢铁和玻璃生产、发电、炼油、重型运输和可持续航空燃料中使用氢气来进一步脱碳工业部门。
横跨华盛顿州东部、俄勒冈州和蒙大拿州部分地区太平洋西北中心计划专门从可再生能源生产清洁氢气。
突破能源公司的氢能政策主管阿德里亚·威尔逊告诉CNBC:“中心的设计本身很重要,因为它创造了供需接近的集群,从而最大限度地减少了处理长距离运输氢气带来的挑战的需要。”