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西雅圖——兩項(xiàng)研究正在進(jìn)行中，探索從化石燃料向清潔的氫燃料轉(zhuǎn)變的潛力，作為中型和重型汽車的動(dòng)力，由西雅圖城市光、太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(PNNL)和桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)。這些努力得到了美國(guó)能源部(DOE)的兩項(xiàng)總計(jì)212萬(wàn)美元的獎(jiǎng)勵(lì)，以幫助實(shí)現(xiàn)西雅圖城市之光(Seattle City Light)和西雅圖港(Port of Seattle)設(shè)定的減排目標(biāo)。研究團(tuán)隊(duì)還包括西北海港聯(lián)盟(NWSA)和PACCAR/Kenworth的合作伙伴。
“氣候變化的影響在世界各地的生態(tài)系統(tǒng)和文化中都很明顯。西雅圖港口委員會(huì)主席、西北海港聯(lián)盟管理成員和聯(lián)合主席Fred feleman表示:“將清潔氫納入我們的能源組合的能力，將是使西雅圖港和西北海港實(shí)現(xiàn)我們到2040年實(shí)現(xiàn)無(wú)碳的承諾的關(guān)鍵。”“我們感謝City Light的合作伙伴、能源部以及PACCAR/Kenworth幫助我們一起重建得更好。”
由能源部能源效率和可再生能源辦公室下屬的氫和燃料電池技術(shù)辦公室支持的研究包括:
港口重型車輛加氫站優(yōu)化規(guī)模分析框架——一項(xiàng)研究，探索從化石燃料向清潔氫燃料轉(zhuǎn)變的潛力，為中型和重型車輛提供動(dòng)力，包括叉車、拖車甚至起重機(jī)等重型設(shè)備。該團(tuán)隊(duì)還在探索如果未來對(duì)氫的需求增加，這一概念的可擴(kuò)展性，包括利用儲(chǔ)存的能量為游輪或貨船裝卸時(shí)提供動(dòng)力的潛力。(135萬(wàn)美元能源部獎(jiǎng)，15萬(wàn)美元城市光= 150萬(wàn)美元的項(xiàng)目總額)
大規(guī)模氫儲(chǔ)存-風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估西雅圖城市照明和西雅圖港口-一項(xiàng)研究，評(píng)估擴(kuò)大清潔氫基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模以滿足多種海洋相關(guān)和公用事業(yè)用途的風(fēng)險(xiǎn)和收益。這種更大規(guī)模的氫氣可用于拖船、商業(yè)漁船和客輪的推進(jìn)，并可容納大量為港口服務(wù)的拖運(yùn)卡車和貨物裝卸設(shè)備。這項(xiàng)研究和未來的工作很可能會(huì)讓人們明白，如何使用清潔的氫作為大型船舶的燃料來源。(77萬(wàn)美元能源部賠償，18.5萬(wàn)美元城市之光，14.5萬(wàn)美元西雅圖港，合計(jì)110萬(wàn)美元)
與煤和石油不同，氫可以以簡(jiǎn)單、可持續(xù)的循環(huán)方式儲(chǔ)存可再生能源。這種氫是通過使用清潔和可再生能源(如水電、太陽(yáng)能和風(fēng)能)，通過一種被稱為電解槽的設(shè)備將電流施加到水上產(chǎn)生的，產(chǎn)生純氫和純氧，沒有任何其他排放。生產(chǎn)出來的多功能氫可以被儲(chǔ)存、用作燃料或由燃料電池轉(zhuǎn)換回電力，有效地創(chuàng)建一個(gè)備份系統(tǒng)，為關(guān)鍵負(fù)載供電或支持電網(wǎng)。這種靈活性支持彈性，彈性是正在研究的設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，以確保系統(tǒng)可以在導(dǎo)致電網(wǎng)中斷的極端事件中幫助支持港口運(yùn)營(yíng)。
清潔氫燃料有望在減少溫室氣體排放方面發(fā)揮重要作用，特別是在一些更難脫碳的海運(yùn)和卡車運(yùn)輸行業(yè)。氫生產(chǎn)和以氫為燃料的中型和重型汽車是一種可能的解決方案，以取代化石燃料的部分用途，其潛在的好處將隨著項(xiàng)目本身的發(fā)展而不斷增長(zhǎng)。對(duì)于City Light總經(jīng)理兼首席執(zhí)行官黛布拉?史密斯(Debra Smith)來說，考慮在公司不斷擴(kuò)大的能源組合中增加清潔氫燃料，是該公司努力使客戶能源選擇多樣化的又一個(gè)例子。
“隨著我們行業(yè)的發(fā)展，我們的客戶對(duì)可持續(xù)和對(duì)環(huán)境負(fù)責(zé)的能源的需求也在不斷發(fā)展。對(duì)于西雅圖城市之光來說，與那些希望通過業(yè)務(wù)脫碳來應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)的客戶合作比以往任何時(shí)候都更加重要，”史密斯說。“我們很高興能與這些機(jī)構(gòu)合作，為我們港口和整個(gè)地區(qū)的客戶實(shí)現(xiàn)一個(gè)更清潔的未來。”
雖然氫燃料系統(tǒng)在太平洋西北部地區(qū)仍是一種新技術(shù)，但目前在北美西海岸的其他地區(qū)、加利福尼亞州和不列顛哥倫比亞省以及整個(gè)歐洲的港口和城市都在使用，亞洲也有重要的試點(diǎn)項(xiàng)目和承諾。該項(xiàng)目的部分目標(biāo)是使氫燃料汽車像現(xiàn)在的道路上行駛的汽車一樣安全。為了使清潔的氫成為一種安全、經(jīng)濟(jì)、可行的化石燃料替代品，需要大量的研究、分析、規(guī)劃和投資，因?yàn)樗枰环N與傳統(tǒng)汽油或柴油完全不同的燃料方式。今天在西雅圖進(jìn)行的多機(jī)構(gòu)工作旨在評(píng)估開發(fā)清潔氫燃料的可行性，這可能是遠(yuǎn)離化石燃料的一大步。
來自太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和桑迪亞的團(tuán)隊(duì)成員正在為這些探索項(xiàng)目的許多部分貢獻(xiàn)研究和規(guī)劃專業(yè)知識(shí)。
PNNL工程師兼項(xiàng)目經(jīng)理Philip Jensen表示:“我們正在評(píng)估該系統(tǒng)的最佳規(guī)模，根據(jù)西雅圖港當(dāng)前和未來的潛在能源需求進(jìn)行定制。”“優(yōu)化系統(tǒng)可以避免昂貴的電力傳輸升級(jí)，同時(shí)部署新的清潔能源汽車和設(shè)備，甚至可能在臨時(shí)斷電的情況下為重要的城市服務(wù)提供后備電力。PNNL很自豪能與西雅圖城市之光和西雅圖港合作，幫助他們加速向清潔能源的未來過渡。”
通過西北海港聯(lián)盟，西雅圖和塔科馬的港口正在規(guī)劃一個(gè)清潔能源的未來。一種可能的策略是生產(chǎn)零排放的綠色氫氣，并儲(chǔ)存在新的加油站為重型汽車提供燃料。一旦氫燃料基礎(chǔ)設(shè)施到位，規(guī)劃者設(shè)想用它來按需為停泊的船只提供岸上電力，取代柴油燃料的燃燒，或者為電動(dòng)拖船和其他船只充電。氫甚至有潛力為港口的微型電網(wǎng)供電，在發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)提供關(guān)鍵的后備電力。
氫燃料可以在罐中儲(chǔ)存幾周到幾個(gè)月，能量損失很小，這在電池等短期儲(chǔ)能方法中是不可能實(shí)現(xiàn)的。這使得氫氣成為了一種很好的解決方案，用于脫碳一些不適合電池儲(chǔ)能的能量負(fù)載。儲(chǔ)存的氫可以為各種大小的車輛提供動(dòng)力，從輕型卡車到港口的重型設(shè)備，如叉車、拖車甚至起重機(jī)。
該團(tuán)隊(duì)還在探索如果未來對(duì)氫的需求增加，這一概念的可擴(kuò)展性，包括利用儲(chǔ)存的能量為游輪或貨船裝卸時(shí)提供動(dòng)力的潛力。此外，PNNL和Sandia的專家將貢獻(xiàn)專業(yè)知識(shí)，幫助評(píng)估所有需要考慮的因素，以確保未來的清潔氫使用能夠安全儲(chǔ)存和處理，同時(shí)符合最新的安全標(biāo)準(zhǔn)。
西雅圖港，與來自NWSA和City Light的合作伙伴，目前也在通過一項(xiàng)名為“西雅圖海濱清潔能源戰(zhàn)略”的努力，為整個(gè)西雅圖港的未來能源需求進(jìn)行全面規(guī)劃。太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果將是這一更廣泛努力的重要投入。
該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在兩年的時(shí)間框架內(nèi)產(chǎn)生最終的項(xiàng)目建議。城市之光、太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室將在達(dá)到重要里程碑時(shí)繼續(xù)提供更新。這些研究是City Light“公用事業(yè)下一步”項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目包括17個(gè)潛在項(xiàng)目，旨在實(shí)現(xiàn)西雅圖清潔能源輸送系統(tǒng)的愿景。這些項(xiàng)目將改造城市之光的電網(wǎng)，滿足未來的需求，并在該地區(qū)的長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和清潔能源發(fā)展中履行公用事業(yè)的職責(zé)。
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