件需要绿色氢可行下降到适当的位置
零碳经济未来的电力将成为主要的能源,但绿色氢和燃料来自)也有作用。让绿色可行的和丰富的氢将协作,努力,和投资。
件需要绿色氢可行下降到适当的位置
通过史蒂文Carlini创新和数据中心的副总裁
氢肯定有一个全球脱碳的作用。脱碳的未来,电力将成为主导能源,60 - 70%的市场份额在2050年,生物燃料将会上升,对化石能源的依赖将大大减少和氢将会增加。我想专注于绿色氢——来自通过电解水,因为它是最有前途的。在我看来,绿色之间的氢将上升3 - 10倍今天氢使用到2050年的90吨。3 x - 10 x投影从一个非常保守的270吨(3 x)咄咄逼人的900吨(10倍)。为什么会有如此大的差距如果绿色hard-to-abate应用程序所需的能量来源是氢?主要是因为有10个重大难题的“碎片”,必须一起生产绿色氢所需的规模。
1)可再生能源发电电量——绿色氢必须通过电解提取高度能源密集型。氢是绿色过程必须使用一个可持续发展的源电气(水电、风能或太阳能)。多少钱?2050年脱碳所需的电力电气化和绿色氢生产900吨(10 x)估计130000 TWh - 5 x今天的总电力供应27000太瓦时。到2050年使用900吨(10 x)绿色H2的假设,使用30%的电力是致力于生产清洁氢及其衍生物,如e-ammonia和e-methanol。
2)电解槽容量——一旦有足够的可再生能源发电,电解槽植物需要匹配的能力。据彭博社NEF,今天的全球电解槽容量300 MW必须增长到3000年的2050兆瓦,以满足清洁的氢的需求900吨(10倍)。国际能源机构估计,从2030年1月开始,每个月三个新氢工厂必须建立。
3)总成本的绿色氢——绿色氢从根本上是与可再生电力的成本,清洁水的成本,资本成本的电解槽植物,电解槽装置的效率,最后绿色氢的储存和运输成本。今天,绿色的氢可以成本约2.5€€5 /公斤,使它更昂贵的比化石燃料的替代品。逐步降低价格需要在2050年跌至1.5€/公斤,可能次于€1 /公斤,让它与天然气竞争。然而,从世界各国政府有动机来降低价格。在美国通货膨胀削减法案的一部分创建清洁的氢的新规定。根据法律,清洁的氢工厂在2023年可以接收生产税收抵免每公斤3美元的氢,第十年的运行到2032年。
4)电解槽成本- GW的总安装成本规模工业电解厂目前约1400€/千瓦碱性电解槽技术和1800€/千瓦PEM电解槽技术。这些需要至少下降50%到2050年绿色氢成本竞争力。然而,资本支出改善计划不能权衡导致减少电解槽效率或耐久性。
5)电解槽效率——今天的效率徘徊在50%。实现成本目标,业内的共识是,需要不断提高效率和到2050年的75%。这是一项重大工程的挑战,加上每年有降解效率。
6)供水——新鲜或干净的水必须用于电解。海洋或盐水(有时称为海水)不能使用。干净的水可以从收集雨水或聚合过程称为海水淡化。使用反渗透海水淡化是另一个能源密集型的过程,也输出盐水(salt-dense水)作为副产品。
7)存储——理想情况下,电解植物应该位于地区丰富的可再生电力和淡水。消费在未来可能会像码头船舶/血管和机场长途飞机电气配电系统以及战略的地方在涡轮机或地区要求电网稳定。这意味着压缩、存储和运输需要。氢不降低随着时间的推移,可以无限期保存。以气态的形式,它可以存储在方法:密封钢坦克和地下水库或盐洞穴(大容量)。氢也可以液化。这将提供约75%的能量密度高于气态氢(存储在700酒吧),但它会浪费相当于25% -30%的能量中包含氢液化。
8)交通网格——把气态氢从它派生的地方将使用它的地方并不是一个简单的过程。没有管道基础设施如有与石油和天然气管道或网格分布。因为氢是这么小的和潜在的可燃元素,构造一个管道相当具有挑战性。
9)需求方面效率——就像英里每加仑影响多少燃料汽车使用,所有应用程序使用电力或氢需要更有效率。需要付出巨大努力现代化低效资产的现有股票(建筑、流动性、工业设施,和机器,等等),更高的效率在氢或适应的乐趣。
10)资金——总的来说,投资可能从现在到2050年的近15万亿美元——在2030年代达到顶峰在8000亿美元每annum1 900吨(10倍)。,约12.5万亿美元(85%)与发电所需的增加,只有15%(达到近1500亿美元每年在2030年代末)有关投资在电解槽生产设施,运输和存储基础设施。这些投资必须在私营部门之间协调行动,国家和地方政府。
10“碎片”的难题,必须具有重要意义。与所有谜题一样,如果一块失踪,难题是毁了,3 x场景更有可能比10倍。我们别无选择,只能把这个谜题,在这种情况下,我们必须所有的作品来满足脱碳目标和绿色氢气发挥重要作用在努力阻止全球变暖。
1)等,使氢经济:1.0版2021年4月加速清洁氢电气化的经济
