
紐約州環境保護部(DEC)否決了NRG能源公司的阿斯托里亞燃氣渦輪發電廠(Astoria Gas Turbine Power Plant)獲得第五章空氣許可證(Title V Air Permit),給化石燃料行業的氫氣泡沫打了一個大洞。理由是該項目不符合《紐約氣候領導和社區保護法案》(CLCPA),DEC提到該項目在其環境影響聲明補充草案中承認,其最終將工廠轉變為使用“零排放”氫燃料的計劃“目前在技術上是不可行的,因為沒有商業上可用的燃料來源。”
在DEC做出這一決定之前,氫的大肆宣傳受到了幾次打擊。立法者、學者,甚至西門子能源公司的首席執行官都指出了氫的主要問題。所有這些故事都呼應了環境正義倡導者(和CEG)幾個月來一直在呼吁的:氫不是一種可行的發電燃料,而且它當然不應該被用作延長污染發電廠壽命的理由。
當然,綠色氫目前缺乏可用性并不是它不能成為化石燃料行業所稱的神奇燃料的唯一原因,考慮到以下幾點:
唯一“清潔”、無碳的氫是綠色氫,而綠色氫不夠用。
全球95%的氫是灰色氫。其中大部分是通過天然氣的蒸汽甲烷重整(SMR)生產的,這是一種碳密集型工藝(來源)。
綠色氫氣,由可再生能源供電的電解槽產生,是無碳的。然而,目前全球安裝的電解槽容量為200mw(源)。
盡管產能預計將會增加,但至少還需要10年時間才能有足夠的綠色氫商業化,為大型商業項目提供動力。
藍色氫氣通常被宣傳為灰色氫氣的另一種“清潔”替代品,它是通過將天然氣SMR與碳捕獲和存儲(CCS)結合來捕獲排放的。藍色氫氣不清潔——最近對藍色氫氣的生命周期分析發現,生產藍色氫氣會導致比直接燃燒氣體熱源更多的溫室氣體排放。
綠色氫氣的生產需要大量的能源和水
在目前的電解槽中,綠色氫從生產到燃燒轉化為能源的效率約為30%,這意味著用于生產綠色氫的可再生能源中有70%在整個生產和使用周期(來源)中損耗掉了。
在此背景下,要用綠色氫取代目前所有工業消耗的灰色氫,將需要3500太瓦時(TWh)的可再生能源,這是整個歐盟目前生產的可再生能源的總量。
電解也是一個耗水量大的過程。每生產一千克綠色氫需要9到11升水(來源)。因為電解將水分解成組成元素,所以水需要凈化。大多數工業水凈化工藝要求廢水與純凈水的比例至少為2:1,這實際上是所需水量的兩倍。這意味著每噸綠色氫總共需要18噸水,并不是所有的水都可以回收(來源)。
在發電廠燃燒綠色氫氣危害公眾健康,并拖延氣候行動
雖然生產綠色氫氣是一個無碳的過程,但如果這種氣體被燃燒,它就不是無排放的。燃燒氫氣會導致氮氧化物(NOx)的排放量是甲烷的六倍(來源1,來源2)。隨著時間的推移,氮氧化物會對呼吸系統造成嚴重損害。在受霧霾影響的地區,出現咳嗽、哮喘發病率上升以及與其他呼吸道疾病并存的癥狀。(來源)。
為了遵守《清潔空氣法》的規定,大多數發電廠通過催化反應、用水或蒸汽稀釋燃料混合物,或使用較新的低氮氧化物技術,如干式低氮氧化物(DLN)燃燒系統,來限制其氮氧化物的排放。這些系統中沒有一個被證明能與重要的氫混合或100%的氫燃料一起工作。
在限制氮氧化物所需的低水平混合氫并不會顯著減少二氧化碳(CO2)排放。由于氫氣的能量密度較低,如果將30%的氫氣和70%的天然氣混合在一起,二氧化碳(來源)只會減少13%。
由于大多數現有燃氣廠需要對排放控制技術進行重大升級,以處理更大規模的氫混合,因此,不存在最終使發電廠達到100%的氫混合的下滑路徑。讓工廠在承諾最終100%使用氫氣的基礎上重新發電,只會延長前線社區的痛苦,增加污染性化石燃料的壽命。
建造氫基礎設施——或升級現有的基礎設施——是昂貴的
如果鋼在高溫下暴露在氫氣中,氫氣會擴散到合金中,并與碳結合形成微小的甲烷。這種甲烷不會從金屬中擴散出來,使鋼鐵開裂。這個過程被稱為“氫脆化”,意味著氫不能簡單地用現有的基礎設施(來源)儲存和運輸。
在美國,鋼鐵構成了超過25萬英里的天然氣傳輸系統。由于脆化問題,任何使用現有天然氣資產和氫氣的計劃都需要更換這些管道。
定期更換管道并不便宜。芝加哥目前正在進行的替換所有天然氣管道的計劃到2040年將花費每位公用事業客戶每年750美元(來源)。由于其不同的儲存要求,建一條氫管道的成本比建一條管道的成本高68%。
底線是更多的監管機構需要遵循DEC的領導——在其環境、經濟和公共健康影響能夠獨立評估之前,不要批準氫混合的許可。幾個環境正義組織,包括地球正義和新墨西哥州的一個聯盟和倡導者,已經提出了使用原則,在審查任何氫項目時都應該考慮這些原則,特別是在缺乏正式的管理指導的情況下。環境正義團體已經說過,氫的使用不應該由化石燃料行業的參與者來指導,這些人將受益于延長資產的壽命,這些資產已經對低收入和黑人和布朗社區造成了嚴重的傷害。
摘譯自:Abbe Ramanan, Clean Energy Group
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