† 范围:从天然气 (NG) 生产 H2,在当今 (2018 年) 的加氢站 (~180kg/d) 进行分配 * 范围:假设大批量生产 1) H2 生产成本从 2 美元/千克 (NG) 到 5 美元/千克 (电解法以 700 MW/年生产),以及 2) 交付和分配成本从 3 美元/千克 (先进管道拖车) 到 5 美元/千克 (液体油轮或先进管道技术)。** 范围假设有 >10,000 个加氢站,日产能为 1,000 千克,为 1000 万辆汽车提供服务
该公司表示,其他类型的氢气生产,即所谓的蓝氢、灰氢和棕氢,主要使用天然气或煤炭,或低温气化(<2,000C),产生的合成气“含有有毒焦油且氢气含量低”。其他绿色氢气生产商使用电解法,使用大量可再生能源和去离子水,如果 100% 来自可再生能源,则被认为是绿色的。海上风电行业正考虑成为风力发电氢气生产的主要参与者,通过电解水,直接替代化石燃料生产的氢气。
虽然从技术角度来看,氢能有多种用途,但从经济角度来看,发展气候友好型氢能经济存在争议,因为氢能的生产、储存和运输都存在重大挑战。可持续氢能经济的一个关键要素是经济高效地生产绿色氢能。在电化学过程(电解)中,电能用于将水分离成氢和氧。如果使用的电力来自可再生能源,则产生的氢不含二氧化碳,因此被称为绿色氢。目前,全球只有 5% 的氢是使用电解法生产的。大多数氢(超过 70%)来自天然气。与电解相比,基于气体的工艺
首字母缩略词和缩写列表 BF 高炉 BOF 碱性氧气转炉 BTU 英热单位 CCUS 碳捕获、利用和储存 CE 公元 CO 2 二氧化碳 DRI 直接还原铁 EAF 电弧炉 EC 电力使用 ED 电力需求 EIA 美国能源信息署 EPA 美国环境保护署 FReSMe 从钢铁残余气体到甲醇 GHG 温室气体 GHGRP 温室气体报告计划 H 2 DRI 氢气直接还原 HBI 热压铁块 HYBRIT 氢气突破炼铁技术 IAC 工业评估中心 KDE 核密度估计 MECS 制造业能耗调查 MMBtu 百万英热单位 NAICS 北美行业分类系统 NP 非确定性多项式时间 PAUP 使用 Paup 进行系统发育分析 SIC 标准行业分类 SIDERWIN 通过电解法开发工业无 CO 2 钢铁生产新方法
除用可再生能源替代化石燃料和提高能源效率外,使用基于电力的氢或由其衍生的合成燃料也是实现雄心勃勃的欧洲气候保护目标的潜在战略。由于合成碳氢化合物具有与其化石替代品相同的化学性质,因此可以保留现有的基础设施和成熟的应用技术,同时减少能源转换、运输、工业、住宅和服务业中的二氧化碳排放。然而,转换过程,特别是所有电子燃料所需的氢气的生产,都与能源损失和成本有关。为了评估氢气生产的技术经济潜力及其利用对其他能源系统的影响,制定了 2050 年欧洲无温室气体排放能源系统中基于电力的氢气供应曲线。研究发现,按照欧盟委员会长期战略眼光 1.5 °C 情景设想的氢气数量级 (1536-1953 TWh H2),氢气边际生产成本将超过 110 欧元 2020/MWh H2,电解槽容量将超过 615 GW el。虽然利用电解法生产这些数量的氢气为电力系统提供了一定的灵活性,并可以整合少量的当地剩余电力,但必须额外安装 766 GW el 的风电和 865 GW el 的太阳能才能满足氢气生产的额外电力需求。此外,研究还发现,在以可再生能源为主导的能源系统中使用的电解槽最重要的技术经济特性是灵活运行的能力和将电能转化为氢气的效率。可以预见,所示的分析对于需要确定未来能源系统的研究、补贴和基础设施要求的政策制定者和企业决策者都很有价值,因为他们的商业模式将受到未来电力燃料供应的显著影响。