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拜登總統為美國設定了一個雄心勃勃、具有重大影響的目標——到2050年實現凈零排放經濟。
要實現這一氣候目標，就必須對美國經濟進行大規模轉型，建設新的基礎設施，并迫切需要提高我們的全球競爭力。對于此，美國是怎樣做的呢？
建立一個零排放的電網，太陽能，風能，核能，水力發電和存儲是必要的，但遠遠不夠。他們還需要一種清潔的燃料來減少工業熱、長途重型運輸和長期儲能的排放。氫氣不排放溫室氣體，是主要候選人。
美國能源部長詹妮弗·格蘭霍姆最近宣布的“氫地球拍攝計劃”一項創新計劃，目標是到本世紀末以每公斤1美元的價格生產無溫室氣體氫氣。為了加快在全經濟范圍內部署此類突破的規模，氫氣計劃需要深刻理解研發（R&D）、基礎設施、經濟、市場和政策之間的復雜相互作用。
如今，美國每年生產1000萬噸氫氣，其中95%來自天然氣，通過蒸汽甲烷改造。這些氫氣大部分用于氨生產，用于生產農業肥料和用原油制造汽油、柴油和塑料。這種"灰色"氫氣每公斤大約需要1美元，并附帶10公斤的二氧化碳排放。
將二氧化碳從氫氣中分離出來，并永久地將其封存在地下，使灰變成"藍色"氫氣，但成本至少增加了50%。為了使藍氫成為可行的選擇，我們需要研發來降低二氧化碳分離成本，以及對碳排放征收直接或間接費用的政策。此外，我們需要一個管道基礎設施，將數億噸捕獲的二氧化碳從氫氣廠轉移到地質地點永久儲存。
或者，稱為電解器的設備可以用來分解水使用電力和生產所謂的"綠色"氫。只有當發電有凈零排放時，綠色氫才是真正的綠色。如今，綠色氫氣每公斤的價格是灰度甚至藍色氫氣的3到4倍。為了使綠色氫具有競爭力，零碳電價必須降低30%，電解機系統成本必須降低70%或更多。綠色氫氣可能需要升級的網格，但它不需要新的基礎設施來構建。
如果你想知道為什么有這么多的顏色的無色氣體，讓我們再添加一個"綠松石"氫。這是基于一種很有前途的方法，稱為甲烷熱解，其中天然氣被裂開，以產生無溫室氣體的氫氣和純固體碳作為共同產品。固體碳可用于各種市場應用，這在一定程度上抵消了氫的成本。此外，它可以用卡車拖走，不需要建造新的基礎設施。綠松石氫有可能達到地球目標，但開發具有成本效益的火焰機需要研發，需要制定政策來鼓勵固體碳市場。
使技術、供應鏈、基礎設施和市場保持一致的政策對于成功和擴大規模至關重要。新建基礎設施，如管道和輸電線路，成本高昂，耗時耗時，并伴隨著社會接受的挑戰。高壓氫氣管道尤其如此，因為氫氣會起重，因此存在安全風險。
因此，綠色和綠松石氫氣可以使用數千英里的現有輸電線路和天然氣管道來移動現場無溫室氣體氫生產的原料，具有更快擴展的潛力。
如果將無溫室氣體氫氣用于為長途卡車運輸和海運提供燃料，那么每公斤1美元的目標將使其成本與柴油具有競爭力，這凸顯了實現氫氣地球目標的重要性。與柴油不同，即使在高壓下，氫氣的體積能量密度也低得多。然而，液氨可能是氫氣的誘人載體。幸運的是，液氨具有全球基礎設施，因為氨用于生產肥料。
氫氣面臨的困難挑戰是它用于工業熱。燃燒氫氣必須與燃燒天然氣競爭。天然氣價格低廉（不收取碳排放費），氫氣生產成本需要每公斤50美分（氫氣地球目標的一半）才能競爭。這突出表明，要么對碳排放實行直接價格，如碳稅，要么對碳排放實行間接價格，如強制性清潔能源標準，或者將兩者結合起來。
摘譯自：The Hill
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