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氢气炒作的泡沫可能终于破灭了?
作者:官方 来源: Clean Energy Group 所属栏目:市场动态 发布时间:2021-10-30 12:04
[ 导读 ]​纽约州环境保护部(DEC)否决了NRG能源公司的阿斯托里亚燃气涡轮发电厂(Astoria Gas Turbine Power Plant)获得第五章...

纽约州环境保护部(DEC)否决了NRG能源公司的阿斯托里亚燃气涡轮发电厂(Astoria Gas Turbine Power Plant)获得第五章空气许可证(Title V Air Permit),给化石燃料行业的氢气泡沫打了一个大洞。理由是该项目不符合《纽约气候领导和社区保护法案》(CLCPA),DEC提到该项目在其环境影响声明补充草案中承认,其最终将工厂转变为使用“零排放”氢燃料的计划“目前在技术上是不可行的,因为没有商业上可用的燃料来源。”

在DEC做出这一决定之前,氢的大肆宣传受到了几次打击。立法者、学者,甚至西门子能源公司的首席执行官都指出了氢的主要问题。所有这些故事都呼应了环境正义倡导者(和CEG)几个月来一直在呼吁的:氢不是一种可行的发电燃料,而且它当然不应该被用作延长污染发电厂寿命的理由。

氢气炒作的泡沫可能终于破灭了

当然,绿色氢目前缺乏可用性并不是它不能成为化石燃料行业所称的神奇燃料的唯一原因,考虑到以下几点:

唯一“清洁”、无碳的氢是绿色氢,而绿色氢不够用。

全球95%的氢是灰色氢。其中大部分是通过天然气的蒸汽甲烷重整(SMR)生产的,这是一种碳密集型工艺(来源)。

绿色氢气,由可再生能源供电的电解槽产生,是无碳的。然而,目前全球安装的电解槽容量为200mw(源)。

尽管产能预计将会增加,但至少还需要10年时间才能有足够的绿色氢商业化,为大型商业项目提供动力。

蓝色氢气通常被宣传为灰色氢气的另一种“清洁”替代品,它是通过将天然气SMR与碳捕获和存储(CCS)结合来捕获排放的。蓝色氢气不清洁——最近对蓝色氢气的生命周期分析发现,生产蓝色氢气会导致比直接燃烧气体热源更多的温室气体排放。

绿色氢气的生产需要大量的能源和水

在目前的电解槽中,绿色氢从生产到燃烧转化为能源的效率约为30%,这意味着用于生产绿色氢的可再生能源中有70%在整个生产和使用周期(来源)中损耗掉了。

在此背景下,要用绿色氢取代目前所有工业消耗的灰色氢,将需要3500太瓦时(TWh)的可再生能源,这是整个欧盟目前生产的可再生能源的总量。

电解也是一个耗水量大的过程。每生产一千克绿色氢需要9到11升水(来源)。因为电解将水分解成组成元素,所以水需要净化。大多数工业水净化工艺要求废水与纯净水的比例至少为2:1,这实际上是所需水量的两倍。这意味着每吨绿色氢总共需要18吨水,并不是所有的水都可以回收(来源)

在发电厂燃烧绿色氢气危害公众健康,并拖延气候行动

虽然生产绿色氢气是一个无碳的过程,但如果这种气体被燃烧,它就不是无排放的。燃烧氢气会导致氮氧化物(NOx)的排放量是甲烷的六倍(来源1,来源2)随着时间的推移,氮氧化物会对呼吸系统造成严重损害。在受雾霾影响的地区,出现咳嗽、哮喘发病率上升以及与其他呼吸道疾病并存的症状。(来源)

为了遵守《清洁空气法》的规定,大多数发电厂通过催化反应、用水或蒸汽稀释燃料混合物,或使用较新的低氮氧化物技术,如干式低氮氧化物(DLN)燃烧系统,来限制其氮氧化物的排放。这些系统中没有一个被证明能与重要的氢混合或100%的氢燃料一起工作。

在限制氮氧化物所需的低水平混合氢并不会显著减少二氧化碳(CO2)排放。由于氢气的能量密度较低,如果将30%的氢气和70%的天然气混合在一起,二氧化碳(来源)只会减少13%。

由于大多数现有燃气厂需要对排放控制技术进行重大升级,以处理更大规模的氢混合,因此,不存在最终使发电厂达到100%的氢混合的下滑路径。让工厂在承诺最终100%使用氢气的基础上重新发电,只会延长前线社区的痛苦,增加污染性化石燃料的寿命。

建造氢基础设施——或升级现有的基础设施——是昂贵的

如果钢在高温下暴露在氢气中,氢气会扩散到合金中,并与碳结合形成微小的甲烷。这种甲烷不会从金属中扩散出来,使钢铁开裂。这个过程被称为“氢脆化”,意味着氢不能简单地用现有的基础设施(来源)储存和运输。

在美国,钢铁构成了超过25万英里的天然气传输系统。由于脆化问题,任何使用现有天然气资产和氢气的计划都需要更换这些管道。

定期更换管道并不便宜。芝加哥目前正在进行的替换所有天然气管道的计划到2040年将花费每位公用事业客户每年750美元(来源)。由于其不同的储存要求,建一条氢管道的成本比建一条管道的成本高68%。

底线是更多的监管机构需要遵循DEC的领导——在其环境、经济和公共健康影响能够独立评估之前,不要批准氢混合的许可。几个环境正义组织,包括地球正义和新墨西哥州的一个联盟和倡导者,已经提出了使用原则,在审查任何氢项目时都应该考虑这些原则,特别是在缺乏正式的管理指导的情况下。环境正义团体已经说过,氢的使用不应该由化石燃料行业的参与者来指导,这些人将受益于延长资产的寿命,这些资产已经对低收入和黑人和布朗社区造成了严重的伤害。

摘译自:Abbe Ramanan, Clean Energy Group


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