AC-10 Aerocube-10 可直立空间结构的接入组装概念 ACME 带移动炮位的增材建造 AFRL 空军研究实验室 AgMan 空间系统敏捷制造 AMF 增材制造设施 AMS Alpha 磁谱仪 ANGELS 本地空间自动导航和制导实验 ARMADAS 自动可重构任务自适应数字装配系统 BONSAI 通过高级集成实现的在轨系统总线复制品 CAVE 协作式自动驾驶汽车环境 CHAPEA 机组人员健康和表现模拟 CNC 计算机数控 DARPA 国防高级研究计划局 DeSeL 可展开结构实验室 Dextre 特殊用途灵巧机械手 EASE 舱外活动结构组装实验 EBW 电子束焊接 EELV 进化型一次性运载火箭 ELSA-d Astroscale 演示的报废服务 ESPA EELV 二级有效载荷适配器 ETS 工程测试卫星 EVA 舱外活动 EXPRESS Xpedite空间站实验处理 FARE 流体采集与补给实验 FASER 现场与空间实验机器人 FDM 熔融沉积建模 FREND 前端机器人实现近期演示 GaLORE 从风化层电解中获取的气态月球氧 GEO 地球静止轨道 GOLD 通用锁存装置 HST 哈勃太空望远镜 HTP 高强度过氧化物 ISA 空间组装 ISAAC 自主自适应看护综合系统 ISFR 现场制造与修复 ISM 空间制造 ISRU 现场资源利用 ISS 国际空间站 Issl 智能空间系统接口 JEM-EF 日本实验模块——暴露设施 JEM-RMS 日本实验模块遥控系统 LANCE 用于施工和挖掘的月球连接节点 LEO 低地球轨道 LH2 液氢 LINCS 本地智能网络协作系统 LOX 液氧
(1) 美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心,美国亚拉巴马州亨茨维尔,Thomas.M.Brown@NASA.GOV (2) 美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心,美国亚拉巴马州亨茨维尔,Mike.Fazah@NASA.GOV (3) 美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心,美国亚拉巴马州亨茨维尔,Michael.A.Allison@NASA.GOV (4) 美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心,美国亚拉巴马州亨茨维尔,Hunter.Williams@NASA.GOV 关键词:低温推进、低温流体管理、低温系统测试与演示 摘要:当前对月球探索和未来人类火星任务的关注推动了太空推进系统对具有长期存储和运行能力的更高性能低温系统的要求。这些系统不仅比可储存推进剂选项提供更高的性能,而且还具有现场生产推进剂的潜力。未来的火星运输系统预计将使用高推力核热推进(使用液氢推进剂),或混合系统,即采用低温化学系统(可能是 LOX/CH 4 )进行高加速机动,采用核电系统进行长时间高 Isp 机动。基于这两种选择的探索架构都需要使用具有长期储存能力的高性能低温推进剂,用于太空运输以及行星下降和上升功能。当前专注于月球探索的努力也依靠低温推进剂(LOX/LCH 4 或 LOX/LH 2 )进行月球运输和下降/上升运输功能。空间低温推进系统在长期推进剂储存和使用方面面临许多技术挑战,包括先进的绝缘技术、储箱分层和压力管理、低温制冷以减少推进剂因沸腾而损失、低泄漏低温阀门、低温液体采集和低温推进剂转移。美国宇航局已投资于技术开发工作,演示了单个技术和系统级操作。美国宇航局马歇尔太空飞行中心还投资了多个测试设施和模块化测试台,用于在地面演示多种集成技术和系统操作概念。还进行了额外投资以完善分析
众所周知,氢能将在全球未来能源系统中发挥关键作用,成为能源转型和实现脱碳目标的支柱[1]。在可再生能源“RES”日益变化的趋势下[2],将电能转化为氢气是减少可再生电力对电网影响的可行途径[3]。此外,氢能除了提供储能能力外,还能将可再生电力整合到热能和工业等难以电气化的行业[4e7],在可靠性问题或大容量存储方面显示出与其他技术的竞争力[8e10],从世界范围内来看,可以将稀疏生产的可再生电力用于其他终端用途[8、11e15]。因此,有必要明确定义和分析氢能供应链结构和分类的不同途径[16]。绿色氢气生产的技术经济可行性在很大程度上取决于各国特定的资源和能源市场特征,这些在决定成本竞争力方面发挥着关键作用。特定资本支出(百万美元/兆瓦)、容量系数(%)和电力成本(美元/兆瓦时)之间的平衡并不简单,并且可以促进一种供应链配置相对于其他供应链配置的形成[8,17]。此外,需求量(吨 H2/年)也深深影响氢气供应链的成本结构(OPEX 或 CAPEX 主导),从而支持或抑制不同的氢气载体和物流概念[7、9、14、18、19]。大规模产能方案,如出口(氢气需求量为千吨 H2/年的数量级),受规模经济的青睐。然而,据报道,由于目前开发的电池堆模块的固有上限为 1-2 MW,以及目前部署的少数多兆瓦项目[4、5],缺乏实际成本数据参考,因此难以正确确定多兆瓦级电解系统的投资成本;必须谨慎进行成本估算和预测才能获得现实价值[20 和 22]。运输路线、方式和承运人会显著影响整个供应链结构和交付的 LCOH。每个步骤的建模都极其复杂[23 和 25]。例如,液氢“LH2”的质量密度约为压缩气态氢“CGH2”的 700 倍[26],但 LH2 的运输条件要具有挑战性得多[26、27]。替代化学载体如氨 (NH3) 可适用于长途运输
本演示文稿包含有关 Plug Power Inc.(“Plug”)的“前瞻性陈述”。这些前瞻性陈述包含对 Plug 未来经营业绩、业务或财务状况的预测或其他前瞻性陈述。Plug 希望这些前瞻性陈述符合经修订的 1933 年证券法第 27A 节和经修订的 1934 年证券交易法第 21E 节中关于前瞻性陈述的安全港条款。这些前瞻性陈述基于当前的预期、估计、预测和预计以及 Plug 管理层当前的信念和假设,并受重大风险和不确定性的影响,包括但不限于以下陈述:Plug 实现盈利的能力;Plug 对其未来财务和市场前景的预测,包括其实现预测收入、毛利率、年销售额、营业收入、营业现金流和 OPEX 杠杆目标的能力;Plug 实现其战略预测和目标业务模式的能力; Plug 降低资本支出和节省成本的能力;Plug 对持续大幅增长的预期以及对公司增长的潜在驱动力的预期;Plug 对总目标市场、可服务可用市场、可服务可获得市场以及潜在市场机会的数量和规模的预期;Plug 对其试点项目的成功将带来未来产品销售或需求的信念;Plug 对其增长战略将带来预期效益的信念;Plug 实现多个业务部门增长的能力;Plug 对其新实施的法规、业务扩张、利润率提高和非稀释性融资将加速收入增长的信念;Plug 计划中的设备改进、服务改进和燃料改进的预期效益;Plug 获得足以满足其营运资金需求并以优惠条件获得的融资和项目资本的能力以及获得 DOE 贷款的能力;Plug 对其资本结构和获得项目融资债务的能力的预期;Plug 对其流动性和投资潜力的预期以及 Plug 利用其投资抓住市场机遇的能力;合资企业和谅解备忘录伙伴补充 Plug 增长和加速氢生态系统的能力;Plug 预计有利的政府政策举措将继续实施;《2022 年通胀削减法案》(IRA)和《两党基础设施法》(BIL)对氢能行业的预期影响以及 Plug 从此类立法规定中受益的能力,包括 IRA 中包含的税收抵免和激励措施以及 BIL 设想的 H2Hubs 计划;Plug 期望与 Energy Vault 的联合努力将加速能源存储解决方案的部署;Plug 对微电网和移动发电市场发展的期望;Plug 绿色氢网络的预期收益、容量、能力和产出,包括位于北美和欧洲的绿色氢网络以及正在比利时、芬兰、丹麦和法国开发的绿色氢网络;氢能的社会价值和全球采用潜力;Plug 对氢气产量、HyVia 货车、固定式产品、电解器、液化器产品、液氢分配产品、燃料电池供电叉车、用于峰值应用的燃料电池的需求和使用、港口物流解决方案和制造能力以及 Plug 氢气网络的计划扩展等方面的预测;Plug 执行其 ELX 系统组装和制造战略的能力;Plug 利用电动汽车和新家庭发电需求的能力; Plug 实现其每个供应链目标和执行其供应链改进战略的能力;Plug 继续扩大其绿色氢网络和产能的能力;Plug 产品、服务和氢工厂的可扩展性;Plug 对扩大其制造设施和实现部分生产过程自动化的期望;Plug 对基于未来劳动力模式和规模扩大的成本节约的期望;Plug 对未来创新和改进的期望,它相信这些创新和改进将有助于降低成本和提高性能;Plug 相信它可以通过修复材料来延长材料的使用寿命;Plug 相信它可以增加其服务产品,并且这些产品可以带来利润;Plug 相信数据中心对其产品的需求将会增长,并且 Plug 将能够利用这种需求。燃料电池叉车、峰值应用燃料电池、港口物流解决方案和制造能力以及 Plug 氢气网络的计划扩展;Plug 执行 ELX 系统组装和制造战略的能力;Plug 利用电动汽车和新家庭发电需求的能力;Plug 实现其每个供应链目标和执行其供应链改进战略的能力;Plug 继续扩大其绿色氢网络和产能的能力;Plug 产品、服务和制氢工厂的可扩展性;Plug 对扩大其制造设施和实现部分生产过程自动化的期望;Plug 对基于未来劳动力模式和规模扩大的成本节约的期望;Plug 对未来创新和改进的期望,它认为这些创新和改进将有助于降低成本和提高性能;Plug 相信它可以通过修复材料来延长材料的使用寿命;Plug 相信它可以增加其服务产品并且这些产品可以带来盈利; Plug 相信数据中心对其产品的需求将会增长,并且 Plug 将能够利用这种需求。燃料电池叉车、峰值应用燃料电池、港口物流解决方案和制造能力以及 Plug 氢气网络的计划扩展;Plug 执行 ELX 系统组装和制造战略的能力;Plug 利用电动汽车和新家庭发电需求的能力;Plug 实现其每个供应链目标和执行其供应链改进战略的能力;Plug 继续扩大其绿色氢网络和产能的能力;Plug 产品、服务和制氢工厂的可扩展性;Plug 对扩大其制造设施和实现部分生产过程自动化的期望;Plug 对基于未来劳动力模式和规模扩大的成本节约的期望;Plug 对未来创新和改进的期望,它认为这些创新和改进将有助于降低成本和提高性能;Plug 相信它可以通过修复材料来延长材料的使用寿命;Plug 相信它可以增加其服务产品并且这些产品可以带来盈利; Plug 相信数据中心对其产品的需求将会增长,并且 Plug 将能够利用这种需求。
• GCC 国家使用大量基于天然气的“灰色”氢气,约 8.4 公吨/年,占世界总量的约 7%。其中一些可能适合通过碳捕获、利用和储存 (CCUS) 进行改造。大多数氢气装置是炼油厂、钢厂和石化设施的一部分。气转液 (GTL) 约占该地区 H 2 消耗量的 39%,其次是石油炼制 (27%)、氨生产 (21%)、甲醇生产 (9%) 和钢铁制造 (4%)。 • GCC 拥有充足的低成本土地、低资本成本、现有的工业产能、优质的太阳能和(部分)风能资源,以及与增长市场的地理位置接近,使其处于成为绿色氢气生产商的绝佳位置。同样,其低成本的天然气和易于碳捕获、利用和储存 (CCUS) 使其能够生产具有成本竞争力的蓝色氢气。 • 目前,氢气生产并不是该地区石油和天然气公司 1 的首要任务,而是公用事业、发电厂开发商和行业的关注重点。海湾合作委员会有一个先进的大型绿色氢气生产项目,即由 Acwa Power 和 Air Products 开发的位于沙特阿拉伯西北部、投资 50 亿美元、年产 237 000 吨的 Neom Helios 项目。 • 目前氢气生产成本因技术和地区而异,预计长期来看会发生变化。随着技术的进步和碳定价的日益普及,“绿色”氢气可能比“蓝色”氢气更便宜。预计绿色氢气成本将从 2020 年的 3.5-7.5 美元/公斤降至 2030 年的 1.6-2.2 美元/公斤。 • 脱碳政策(尤其是在欧洲)对海湾合作委员会的碳氢化合物和能源密集型材料的出口构成风险。氢气可以直接出口,或者海湾合作委员会国家可以出口用蓝氢或绿氢制成的脱碳材料,如氨、钢、玻璃和化肥。•欧盟潜在的碳边境税可能会使石油、钢铁和木浆出口利润减少 10-65%,对欧盟和非欧盟商品生产商均有影响。海湾合作委员会国家被认为是受欧盟碳定价计划影响最大、抵御能力最差的国家之一。这可能鼓励增加氢衍生材料的产量,以减少出口到欧洲的能源密集型材料的碳足迹。•预计全球对绿色氢的需求将在中期内迅速增长至 5.3 亿吨,到 2050 年将取代 104 亿桶油当量,或占 2020 年全球石油产量的 37%。这应该促使海湾国家瞄准低碳出口产品。 • 管道运输氢气通常是长距离大量运输最具成本效益的方法,可以根据当地法规或合同以纯氢气形式或混合天然气形式进行运输。 • 然而,虽然管道将北非与南欧连接起来,但目前还没有从海湾合作委员会到欧洲的管道。液氢运输成本高,而液态有机氢载体的重量密度低且供应链复杂。氨价值链似乎是长距离运输 GCC 氢气最实用、最具成本效益的方法,而这也是 NEOM 所追求的方法。• GCC 地区在科威特、沙特-科威特中立区、阿联酋和阿曼拥有许多位置合适的盐矿,这些盐矿的洞穴可以提供低成本的氢气缓冲储存。• GCC 国家已开展了许多研发项目,包括针对不同用途的蓝氢和绿氢的可行性研究和试点项目。然而,需要分配更多的研发投资来加强技术专长、推动电解成本降低、创建基础设施网络和改进出口业务模式。 • GCC 应 (i) 将氢经济纳入 2020 年底巴黎协定国家自主贡献 (NDC) 的修订中,(ii) 建立欧盟与 GCC 之间的技术合作,协调法规和标准,(iii) 制定碳定价机制,和/或与包括欧洲 ETS 在内的其他碳定价计划建立联系,以鼓励使用氢气并刺激需求,从而创造扩大 H 2 市场的商业机会。 • 鉴于该行业处于早期阶段,对 GCC 氢能感兴趣的欧盟公司必须自行启动和开发项目,最有可能与大型海湾国家能源公司和战略投资工具合作。同时,他们应该促进支持性政策和意识建设。 • 欧洲的氢能战略主要侧重于绿色氢能。然而,为了实际实现其目标,至少在中期内,它将需要大量低成本的蓝色氢能。GCC 国家石油公司 (NOC) 可以瞄准这个欧洲市场,但需要参与以实现支持性法规和低碳材料出口的定价。 • 在绿色氢能方面,海湾合作委员会各国政府及其国家公用事业和工业界可以提议创建发电厂(电解槽)的下游项目,并生产氢衍生材料(可能是氨和钢铁)用于出口,其中欧盟实体将是独家承购商(自有需求)。包括针对不同用途的蓝氢和绿氢的可行性研究和试点项目。然而,需要分配更多的研发投资来加强技术专长,推动电解成本降低,建立基础设施网络并改进出口业务模式。 • GCC 应 (i) 将氢经济纳入 2020 年底《巴黎协定》国家自主贡献 (NDC) 的修订中,(ii) 建立欧盟-GCC 技术合作和协调法规和标准,(iii) 开发碳定价机制和/或与包括欧洲 ETS 在内的其他碳定价计划建立联系,以鼓励使用氢气并刺激需求,从而创造扩大 H 2 市场的商业机会。 • 鉴于该行业处于早期阶段,对 GCC 氢感兴趣的欧盟公司必须自己启动和开发项目,最有可能与大型海湾国家能源公司和战略投资工具合作。同时,他们应该促进支持性政策和意识建设。 • 欧洲的氢战略主要侧重于绿色氢。然而,为了切实实现其目标,至少在中期内,它将需要大量低成本的蓝氢。海湾合作委员会国家石油公司 (NOC) 可以瞄准这个欧洲市场,但需要参与争取支持低碳材料出口的法规和定价。• 在绿色氢方面,海湾合作委员会政府及其国家公用事业和工业可以提议在发电厂(电解器)的下游项目上进行创建,并生产氢衍生材料(可能是氨和钢铁)用于出口,其中欧盟实体将是独家承购商(自有需求)。包括针对不同用途的蓝氢和绿氢的可行性研究和试点项目。然而,需要分配更多的研发投资来加强技术专长,推动电解成本降低,建立基础设施网络并改进出口业务模式。 • GCC 应 (i) 将氢经济纳入 2020 年底《巴黎协定》国家自主贡献 (NDC) 的修订中,(ii) 建立欧盟-GCC 技术合作和协调法规和标准,(iii) 开发碳定价机制和/或与包括欧洲 ETS 在内的其他碳定价计划建立联系,以鼓励使用氢气并刺激需求,从而创造扩大 H 2 市场的商业机会。 • 鉴于该行业处于早期阶段,对 GCC 氢感兴趣的欧盟公司必须自己启动和开发项目,最有可能与大型海湾国家能源公司和战略投资工具合作。同时,他们应该促进支持性政策和意识建设。 • 欧洲的氢战略主要侧重于绿色氢。然而,为了切实实现其目标,至少在中期内,它将需要大量低成本的蓝氢。海湾合作委员会国家石油公司 (NOC) 可以瞄准这个欧洲市场,但需要参与争取支持低碳材料出口的法规和定价。• 在绿色氢方面,海湾合作委员会政府及其国家公用事业和工业可以提议在发电厂(电解器)的下游项目上进行创建,并生产氢衍生材料(可能是氨和钢铁)用于出口,其中欧盟实体将是独家承购商(自有需求)。至少在中期内,它将需要大量低成本的蓝氢。海湾合作委员会国家石油公司 (NOC) 可以瞄准这个欧洲市场,但需要参与争取支持低碳材料出口的法规和定价。• 在绿色氢方面,海湾合作委员会政府及其国家公用事业和工业可以提议在发电厂(电解器)的下游项目上进行创建,并生产氢衍生材料(可能是氨和钢铁)用于出口,其中欧盟实体将是独家承购商(自有需求)。至少在中期内,它将需要大量低成本的蓝氢。海湾合作委员会国家石油公司 (NOC) 可以瞄准这个欧洲市场,但需要参与争取支持低碳材料出口的法规和定价。• 在绿色氢方面,海湾合作委员会政府及其国家公用事业和工业可以提议在发电厂(电解器)的下游项目上进行创建,并生产氢衍生材料(可能是氨和钢铁)用于出口,其中欧盟实体将是独家承购商(自有需求)。