绿色氢能:为什么低碳燃料没有从高化石燃料价格中受益

我是管理员2023-01-24 11:38:02天秤座7

联合循环燃气轮机厂。

使用和制造氢气(一种燃烧时释放能量而不排放二氧化碳的气体)的项目数量和规模正在迅速增长。如果建设按计划进行,一条耗资25亿欧元(21.8亿英镑)的海底管道将从2030年开始将“绿色氢”从西班牙输送到法国。

在美国,一些发电站正在升级,以允许氢气与化石气体混合,挪威石油公司Equinor正在与Thermal SSE合作,在英国建造一座1,800兆瓦(MW)的“蓝氢”发电厂。

与此同时,中国在3月公布了一项计划,其中包括到2025年部署5万辆氢动力汽车,12月初,第一批氢燃料拖拉机和叉车在广东省的一家新工厂下线。

氢气以多种方式产生。色谱用于使其简单。“灰”和“棕色/黑色”氢分别来自化石气体(甲烷)和煤(棕色或黑煤),这一过程每吨氢气排放 10 至 12 吨灰氢和 18 至 20 吨棕色氢气。

“蓝色”是相同的过程,只是二氧化碳应该被捕获并储存在地下。“绿色”氢通常被定义为使用可再生电力将水分解成氢气和氧气而产生的。

但只有0.04%的氢是绿色的,蓝色的氢不到1%。其余为灰色或棕色,其中大部分用于炼油厂以及制造氨和甲醇。这是一个庞大的产业,排放的二氧化碳比整个英国和法国的总和还要多。

人们普遍希望,当今高油价的一线希望将是绿色氢成为锅炉、油轮和钢铁厂熔炉中具有成本竞争力的肮脏燃料替代品。不幸的是,如果没有电力市场改革,这个机会很可能会被浪费掉。

虽然围绕氢经济的嗡嗡声愈演愈烈,但仔细观察表明,这种燃料与其说是绿色转型的先锋,不如说是石油公司精心设计的诱饵和转换操作的主题。

氢的本色

绿色氢对于脱碳至关重要:在炼钢、化肥氨生产以及可能的运输和卡车运输中取代化石燃料,这些过程很难电气化。

一些绿色氢与更脏的色调交叉。因此,这不仅仅是在其生产中浪费了大量能源,从电力到天然气再到燃料的双重转变。但燃烧氢气也会释放氮氧化物,与呼吸系统疾病和酸雨有关的空气污染物。

如果到2050年扩大绿色氢生产规模以发挥重大经济作用,其淡水需求将超过当今全球年消费量的四分之一,从而有可能在某些地区出现水资源短缺。最重要的是,只有当产生氢的可再生能源不能被馈入电网以取代天然气或燃煤电厂的电力时,氢才是有意义的绿色。

蓝色氢依赖于类似但更有害的光的技巧。为了使氢气成为真正的蓝色,必须捕获并安全储存排放物。

从理论上讲,碳捕获和储存是有效的,但几乎所有工厂都使用捕获的碳来泵送更多的石油,许多工厂因失败而关闭。只有少数人无限期储存碳,即使这些也会消耗大量能量,并且只能捕获一些可能泄漏的二氧化碳。

蓝氢的主要来源是甲烷,这是一种强大的温室气体,因逃逸钻井和管道而臭名昭著。研究表明,这些问题使蓝色氢比化石气体对气候的影响更糟糕。

与许多经济体一样,在欧盟,电价基于边际成本原则,这意味着最昂贵的来源(通常是化石天然气)设定批发电价。在晴天或刮风期间,可再生能源发电过剩可以削减电价,使他们一次摆脱天然气价格的控制几个小时。

这通常不足以证明对生产绿色氢气的电解槽的投资是合理的。在电力市场重组之前,绿色氢不会比蓝色氢和化石天然气获得必要的价格优势。

与此同时,石油和天然气的高价格推动了该行业的扩张。美国政府正在劝告石油和水力压裂公司“钻婴儿钻”。英国政府将颁发100多个石油和天然气钻探许可证,中东和非洲已经宣布了巨大的新化石燃料投资。

几年后,当这些新能源投入使用时,特别是如果经济增长继续放缓并抑制能源需求,天然气和石油将再次变得更便宜 - 直到下一次价格飙升促使新一轮投资,地狱循环继续。新建水井、管道和终端的所有者将努力捍卫这些资产并阻止脱碳。

现在,化石燃料公司正在将自己重新塑造为“碳管理”的代理人。其目的是通过重新利用它们来防止他们的资产陷入困境,将一种在很大程度上是虚构的物质蓝色氢作为通往未指明的绿色未来的低碳“桥梁”。

其他部门也加入了石油领导的联盟。正如工程师汤姆·巴克斯特(Tom Baxter)所观察到的那样,天然气网络运营商和锅炉制造商在这种策略中看到了他们的生存。公用事业公司同样敏锐,因为氢气的低效率使他们能够出售更多的电力。

解决这种拖延行动需要公共政策。政府将需要对市场上的碳进行监管或征税,同时增加可再生能源。

电价方法也需要转变,使可再生能源和化石天然气产生的电力价格脱钩。边际定价体系使可再生能源项目所有者受益匪浅,因为他们从高电价和有效的零投入成本中获利。

绿色氢能:为什么低碳燃料没有从高化石燃料价格中受益

另一种市场结构将根据发电的平均成本加上少量盈余为发电机设定奖励,这些盈余可以再投资于部署更多的可再生能源和其他绿色技术,为消费者提供廉价电力。这只能通过严格监管的市场或将能源公司国有化并设定价格和生产来实现。

这些干预措施将使绿色氢能比蓝色或灰色变体具有竞争优势,这种优势可以通过其他补贴来进一步推进,例如美国通胀降低法案模型的税收抵免。最重要的是,必须减少能源需求,以缓解价格的上行压力。

在任何未来的能源系统中,氢都将发挥作用。但它的扩张必须精心设计,以防止绿色氢的承诺掩盖其蓝色和灰色表亲的风险。

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