9月下旬,美国电力巨头Entergy宣布计划开始探索氢(H2),作为其发电组合的一部分到2050年实现净零排放的承诺.这包括利用可再生能源和核能发电的电解生产氢气,以及在发电厂燃烧混合了天然气的氢气。后者将涉及与三菱日立电力系统公司(Mitsubishi Hitachi Power Systems, MHPS)的合作。
在此之前在宣布超过4千兆瓦的发电厂项目美国各地的涡轮机可以燃烧氢气和天然气的混合物。所有这些项目都与mps签订了合同,供应为此目的而建造的涡轮机,所有项目都计划向100%氢气过渡。
除此之外,我们对Entergy计划的细节知之甚少该项目将从其提议的奥兰治县电站开始在德克萨斯州。但不管细节如何,对氢的隐含需求大约是已宣布的电解项目前景所显示的100倍。
对氢的巨大潜在需求
目前,美国每年通过天然气发电约1600太瓦时(TWh),据美国能源部估计,2019年电力行业的天然气需求为1.1万亿英热单位(Tbtu)。
每RMI的分析我们预计,美国的大部分天然气将被可再生能源所取代。然而,仍然需要一些天然气厂来供应可调度电力,特别是在可再生能源产量较低的较长时期。根据电力系统完全脱碳的计划,这将需要碳捕获和储存(这尚未被证明是具有成本效益的)或替代燃料。
这一声明进一步推动了人们的预期,即在未来几年,我们将看到更多、更大的项目蓬勃发展。
虽然除了氢气,还有其他选择可以替代天然气,提供这种可调度的电力,但这些都有其局限性。根据自然资源保护委员会的数据,美国只有大约2000 Tbtu的可再生天然气和合成天然气的潜力,可用于发电、工业和交通用途。而且,这将是惊人的昂贵。
这使得对氢的需求很大,而且需求量不小。虽然H2甲烷(天然气的主要成分)的密度低于甲烷(每立方英尺重量),它每单位重量产生的能量更多,约为125 MMbtu/吨,而天然气约为50 MMbtu/kg。因此,在美国所有安装的燃气涡轮机中,向100%氢气的转变将需要8800万吨的氢气2.与此相比,目前美国氢市场总量为1000万吨,主要用于石化和化肥最终用途。
但更重要的是,大多数现有的氢是由天然气生产的,没有碳捕获,实际上根本没有为发电提供任何脱碳作用。清洁氢的生产能力(“绿色”或“蓝”)要小得多。一个最近的研究能源经济和金融分析研究所的报告显示,美国计划的所有氢电解项目每年将能生产12.6万吨氢。
如果仅用氢作为燃料替代美国天然气工厂目前15%的产能,那么每年将需要1300万吨氢——假设涡轮机的效率相当。这将相当于正在建设的氢电解产能的大约100倍。
启动氢经济
Entergy在德克萨斯州计划的一些细节可能会为未来的项目提供信息。该电力巨头的项目由现有的工业氢应用基础设施支持,包括一个专门的H2安特吉拟建的德克萨斯州工厂附近的管道.如果Entergy使用这些管道,它可以在燃烧点混合氢气和气体。这可以使混合燃料的氢含量达到50%或更多,而用于其他用途的管道的氢含量上限为7%。
氢可以为各种各样的应用提供解决方案,如脱碳钢铁生产,帮助平衡可再生能源供应和电力需求之间的不匹配,并可能为长途运输提供燃料。
正如我们之前提到的,氢为各种各样的应用提供了解决方案脱碳钢铁生产,有助于平衡可再生能源供应和电力需求之间的不匹配加剧了长途运输也在短期内,像Entergy这样的混合项目可以通过迅速推动大规模需求,推动绿色氢市场的发展。绿色氢是由可再生电力电解生产的。
美国的氢气革命才刚刚开始。Entergy的这一声明进一步表明,未来几年,我们将看到更多更大的氢生态系统项目蓬勃发展。