2022-09-11
 
绿色氢:短期稀缺,长期不确定性
2022年09月11日  

到2035年,绿色氢可能只占全球能源总量的不到1%,而欧盟可能会在2030年左右提前一点达到1%。特别是,欧盟2030年计划提供1000万吨国内容量的绿色氢,除非政策制定者能够促进能源技术前所未有的增长,否则这一计划将遥不可及。到2040年,更高的绿色氢份额更有可能突破,但巨大的不确定性普遍存在,这增加了今天的投资风险。然而,历史表明,类似紧急情况的政策措施可以产生更高的增长率,加快突破,并增加未来氢气供应的可能性。

近年来,它激发了人们的热情,并在促进许多净零排放情景方面发挥了关键作用:绿色氢和衍生电子燃料基于可再生电力,通过电解过程生产,将水分子H2O分解为氢和氧。

“围绕氢气的辩论和研究大多围绕着与需求相关的问题,即合适的应用、市场和行业。但迄今为止,没有研究分析电解可能的扩张路径的瓶颈。”鈥攁 该研究的主要作者、波茨坦气候影响研究所(PIK)的阿德里安·奥登韦勒(Adrian Odenweller)解释说:“在初期,需要经历快速创新和部署,以释放其缓解气候变化的潜力。”。

绿色氢的突破还没有给出。需要采取果断的政策行动

今天的电解槽大多是小型的,并且是单独制造的;然而,全球产能需要增长6000鈥?到2050年将增加1000倍,以促进符合《巴黎协定》的气候中性情景。这使得同时需要增加10倍的可再生能源相形见绌,因为可再生能源既容易获得,又具有成本竞争力。

利用能源技术扩散计算机模拟和探索数千个可能的世界,研究团队深入研究了提高电解能力的可能性和可行性。

“绿色氢的广泛成功根本不是必然的。即使电解能力的增长速度与风能和太阳能一样快,但有强有力的证据表明,在绿色氢可用性方面,短期短缺和长期不确定性,”PIK的合作者Falko Ueckerdt说。“这两者都阻碍了对氢最终用途和基础设施的投资,降低了绿色氢的潜力,并危及气候目标。尽管如此,从政策角度来看,这可能会使绿色氢成为一种冒险的赌注,但历史类比也表明,类似紧急情况的政策措施可以促进大幅提高增长率,加快突破,并增加未来氢的可用性。”

此类类似情况包括战时动员(如二战中的美国飞机或自由舰)、大规模公共投资和中央协调(如法国的核能或中国的高铁),或市场驱动的低协调要求的高度模块化IT创新部署(如互联网主机或智能手机)。

利用不断增长的知识投资政治资本,平衡剩余风险

关于氢的知识鈥攆rom可用性成本鈥攚作者认为,在未来几年里,我将增长非常快。促进对绿色氢供应链的快速投资,以实现非常规的高电解增长率,这将拓宽风能和太阳能等类似能源的可行性空间。

“这可能打破供应不确定、需求不足和基础设施不完善的恶性循环,并将其转变为一种积极的反馈机制,其中每个组成部分都支持其他组成部分。短期稀缺和长期不确定性是同一个硬币的两个方面,可以通过更强有力的政策支持共同解决,从而产生共同的快速增长预期,”他说合著者:威斯康星大学麦迪逊分校的Gregory Nemet。

根据该研究,在未来几年内启动快速部署提供千兆瓦容量的电解槽的政策可能有助于释放实质性创新和规模效应,并允许绿色氢满足无法直接电气化的部门的需求。在扩大可再生电力的同时,它可以为氢在气候中性能源系统中发挥更广泛和更突出的作用打开窗口。

然而,政策制定者应该意识到,仍然存在高估绿色氢潜力的风险,PIK联合作者Gunnar Luderer指出,“即使在可预见的未来出现有利的发展,氢供应也将非常稀缺,无法大规模替代化石燃料使用。决策者应优先考虑在没有其他替代品的行业,如重工业(如钢铁)提供氢激励。”或在低风力和太阳能发电的小时内提供电力。然而,氢不能作为推迟推广其他现成清洁选择的借口,如电动汽车或热泵。为了有效减少温室气体排放和限制气候风险,我们需要全力推广所有关键的零碳技术。”

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