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绿色氢:是时候踩油门了

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作者
Diana Jelenova博士(工程师)
高级可再生能源和氢能顾问

英国政府为自己制定了雄心勃勃的绿色氢能源计划, 目标是到2030年实现100吉瓦(GW)的低碳氢发电. 然而，虽然目前有很多 氢可行性项目 在全国范围内，只有少数人做出了最终投资决定(FID)。. 在其《10bet十博注册网站》报告中, 氢能委员会报告称，在全球范围内，只有7%的清洁氢投资通过了FID. 因此, 如果氢要充分发挥其促进快速能源转型的潜力, 我们必须解决目前阻碍其在早期阶段扩大规模的紧迫挑战.

行业如何适应绿色氢?

氢一直是生产氨的关键原料，也是生产氨的关键, 食物, 和制药工业在过去的一个世纪. 随着越来越大的去碳化压力, 钢铁和水泥制造等行业现在也将氢作为帮助减少碳排放的解决方案.

煤炭和其他碳排放燃料的现成替代品, 氢的高能量密度对于高能耗的工业过程是必要的. 正因为如此, 简化在行业中实施氢的过程已成为希望脱碳的市场的优先事项.

目前严重依赖灰色氢的行业也在向绿色氢转型. 目前依赖化石燃料的远程运输和工业是转向绿色氢的目标. 预计到2050年，仅化肥生产每年就需要约5000万吨绿色氢, 根据能源转型委员会的说法. 当计算这个位移时, 据估计，到2050年将满足工业需求, 未来20年，我们需要生产超过5亿吨的绿色氢.

绿色植物旁边的氢气筒仓

能源转型融资

满足这一需求的相关成本将不可避免地很高. 由于生产成本的原因，绿色氢仍然是传统燃料方法的昂贵替代品, 哪个没有下降的迹象. 用于大规模电解制氢, 那些属于GW+类别的, 我们目前正在考虑数十亿美元的必要资本支出投资.

根据氢能委员会的说法, 正在筹备中的绿色氢项目预计需要3200亿美元的投资, 然而, 到目前为止，只承诺了290亿美元. 解决与绿色氢融资相关的瓶颈, 必须通过提高效率来降低电解槽的成本, 规模和使用更便宜的材料. 将电力市场上的可再生能源与天然气脱钩，以反映风能和太阳能在电价中的低成本，也将是关键.

从硬币堆中生长的树的风格化图像

我们能做些什么来确保可持续的未来?

通过氢产生可持续的脱碳解决方案是必要的. 因此, 我们必须设计面向未来的项目，这些项目不会进一步加剧气候变化. 随着水资源日益短缺, 苏格兰目前的取水许可为每天50立方米, 英格兰和威尔士的数量更少. 这几乎不足以产生8兆瓦(MW)的电解项目. 为了克服这个问题, 未来的设计将不得不考虑使用附近工厂的海水和废水, 因为大型项目不太可能被允许使用地表水或地下水来生产氢气. 随着可用的饮用水越来越少，开发人员还必须优先建立对水纯度要求不那么严格的电解槽技术.

第二个挑战来自于逃逸的氢排放，因为目前还没有完全了解氢的全球变暖潜能值(GWP)是多少. 而氢并不是直接的温室气体, 它间接影响了导致气候变化的化学反应, 因此，未来的项目必须考虑氢排放，以确保它们的运行是真正的低碳.

一个程式化的H2被切割成头顶上的森林

我们如何克服供应链方面的挑战?

在整个能源结构中，供应链正在努力跟上不断增长的需求. 支持氢经济的供应链是复杂而广泛的，近年来各种因素造成了瓶颈.

这是一个经典的先有鸡还是先有蛋的问题, 没有需求就没有供给，但是没有供给就不会有需求. 一些国家在加氢站等氢用例方面的投资比其他国家更多，因此对氢的需求更大. 因为宏观经济条件和丰富的可再生能源资源使得一些地方生产氢气的成本相对更高, 最有效率的地方和对氢需求最大的地方之间可能存在不匹配, 因此, 全球供应链.

“氢气准备”设备的巨大需求和低供应是导致氢气生产和传输延迟的另一个因素. 化石燃料生产和分配的一些现有设计可以优化并可能重新使用. 仍然, 目前尚不清楚现有的氢气管道何时可用，这可能更容易为这种燃料专门建造设备. 在理想的情况下, 所需的基础设施将以降低成本的方式与不断增长的氢气需求同步建设，以确保到2030年能够大量生产氢气. 如果现在不开始建立这种基础设施，将不利于氢生产以稳定的速度发展.

漂浮在太空中的抽象绿色氢分子

扩大规模意味着解决参与差距

要想成功启动绿色氢设施，尽早参与是关键. 当地社区和决策者必须参与应用前的讨论, 监管机构和供应链确保建立绿色氢中心的适当地点. 缺乏公众参与可能会损害这些项目的成功. 最近的一个例子是雷德卡的“氢村”，去年年底在当地的反对下最终被放弃. 当地氢气产量不足，不足以替代家庭燃气供应, 再加上居民对该计划的强烈抗议，该计划被放弃了.

诸如此类的案例强调了进行务实讨论的重要性，讨论脱碳的重要性，以及如果我们现在不采取行动，气候变化已经和将对世界产生的影响. 在为天然气分销网络运营商执行H100项目时，Wood展示了在早期过程中聘请技术咨询专家的价值, 胡志明市. 木头的顾问 探索绿色氢供应的可行性 用于苏格兰西海岸macrihanish的家庭供暖. 通过对社会的详细分析, 商业, 以及与Machrihanish站点的设计和建设相关的技术问题, 伍德确定了推进拟议中的绿色氢气生产和储存设施的最佳解决方案. 我们的技术顾问还绘制了分配网络路线，以满足300个家庭的氢热网, 确保每个家庭的供应安全.

风力发电场旁边的绿色氢油轮

在绿色氢应用的早期规划过程中，开发商和决策者缺乏明确的法规和指导是另一个紧迫的问题. 各国政府将在扩大燃料规模方面发挥关键作用, 然而, 如果没有明确的发展路径，这种可能性就会大大降低. 关于现有政策如何适用于氢项目的明确性严重缺乏. 除此之外, 目前在英国仍然没有绿色氢专用最佳可用技术(BAT). 目前, 化学品的不同信息, 天然气和发电行业必须结合起来申请.

社区和投资者必须共同努力

绿色氢作为英国能源转型的关键角色的潜力是显而易见的. 它的低碳特性使其成为满足世界日益增长的清洁能源需求的有吸引力的解决方案. 然而, 目前将这种有前途的燃料应用于工业实践的进展速度还不够. 压紧工程, 该部门面临的社会和财政挑战是我们必须克服的重大障碍.

要真正推进绿色氢能，尽早积极参与至关重要. 政府, 行业专家, 社区和投资者必须共同努力，应对这些挑战，加快绿色氢的采用. 只有这样，我们才能释放其全部潜力，使其成为实现低碳未来的基石.

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