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落基山研究所

Entergy的计划标志着美国氢能源的启动

氢在美国还处于早期阶段。

氢在美国还处于早期阶段。

埃琳娜Kazanskaya

9月下旬,美国能源巨头Entergy宣布计划开始探索使用氢气(H2),作为其发电组合的一部分承诺到2050年实现净零排放.这包括利用可再生能源和核能发电的电解生产氢,以及在发电厂燃烧氢与天然气混合。后一部分将涉及与三菱日立电力系统(Mitsubishi Hitachi Power Systems, MHPS)的合作。

在此之前在超过40亿瓦的发电厂项目公告在美国各地安装可以燃烧氢气和天然气混合物的涡轮机。所有这些项目都与MHPS签订了合同,提供为此目的建造的涡轮机,并且都计划向100%氢气过渡。

除此之外,人们对Entergy计划的细节知之甚少该项目将从拟建的奥兰治县发电站开始在德克萨斯州。但不管细节如何,对氢的潜在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,美国每年从天然气中产生大约1600太瓦时(TWh)的电力,据美国能源部估计,2019年电力部门的天然气需求为11000万亿英热单位(Tbtu)。

RMI的分析我们预计,美国的大部分天然气将被可再生能源取代。然而,仍然需要一些燃气电厂来提供可调度的电力,特别是在可再生能源输出较低的长期期间。根据电力系统完全脱碳的计划,这将需要碳捕获和存储,但目前还没有显示出成本效益,或者使用替代燃料。

这一声明进一步加深了人们的期望,即在未来几年,我们将看到更多更大的项目开花结果。

虽然除了氢气,还有其他选择来替代天然气,并提供这种可调度的电力,但这些选择都有其局限性。根据自然资源保护委员会的数据,在美国,可再生天然气和合成天然气的潜力只有大约2000 Tbtu,可用于发电、工业和移动领域。而且,这将是惊人的昂贵。

这就把大部分的需求留给了氢,而且这个需求并不小。虽然H2甲烷(天然气的主要成分)每立方英尺的重量比甲烷轻,但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,美国所有已安装的燃气轮机向100%使用氢气的转变将需要高达8800万吨的氢2.相比之下,美国目前的氢市场总量为1000万吨,主要用于石化和化肥的最终用途。

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,有效地不提供任何脱碳发电。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与金融分析研究所的报告显示,美国计划中的所有氢电解项目每年将能够生产12.6万吨氢。

如果用氢气作为燃料来替代美国天然气工厂现有产能的15%,就意味着每年需要1300万吨的氢气——假设同等的涡轮机效率。这将相当于正在建设的氢电解能力的大约100倍。

启动氢能经济

Entergy在德克萨斯州计划的一些细节可以为未来的项目提供信息。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H2Entergy公司计划在德克萨斯州建造的工厂附近的管道.如果Entergy使用这些管道,它可以在燃烧点混合氢气和气体。这可以实现50%或更多的混合氢,而不是在其他用途的管道中限制7%。

氢为各种应用提供了解决方案,从钢铁生产脱碳,帮助平衡可再生能源供应和电力需求之间的不匹配,并可能为长途卡车提供燃料。

正如我们之前提到的,氢为各种应用提供了解决方案脱碳钢铁生产这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快速推动大规模需求来启动可再生能源电解生产的绿色氢的市场。

美国的氢革命才刚刚开始。Entergy公司的这一声明进一步表明,在未来几年,我们将看到更多更大的氢生态系统项目的蓬勃发展。

这个故事最早出现在:

RMI

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