能源转型 | 10/03/2022

以最佳方式推进氢经济的全球行业视角

作者:Rakhi Oli

本人最近主持了第二届美国氢能论坛。在讨论中,论坛的参与者了解到了关于新的氢气生产和应用的最新信息,并就氢气在美国的分销和基础设施项目集思广益。我们还了解了美国能源部 (DOE) 的举措,包括[邮件地址受保护]关于推进可负担的氢气生产、运输、储存和利用的承诺。

为变革提供燃料

很高兴听到行业的倡导者们正在努力实现《巴黎协定》所设定的目标:大幅减少全球温室气体 (GHG) 排放,以及与工业化前水平相比,在本世纪内将全球变暖限制在远低于2摄氏度的温度范围内的国际承诺。

2017年,首届氢能理事会在瑞士达沃斯启动。自那时起,该理事会作为一项全球倡议,加强了将氢气带入主流并使其成为未来能源组合中的主要部分的前景。最近,来自全球各地的社区再次聚集在于苏格兰格拉斯哥举行的2021年联合国气候变化大会上(COP26)。在COP26,系统内的各个方面——从政府到氢气生产商再到工业消费者——均明确表示,世界已经做好了以氢气为变革燃料进行转型的准备。

正是由于所有这些由行业主导的非凡举措,氢能的发展势头已然在美国形成。而在这之后,令人倍感鼓舞的是,拜登政府表示支持氢气作为清洁燃料来源的发展。因此,我们有理由相信,在这项宏伟的计划中,氢气将在碳中和方面起到关键的作用。随着全球能源格局正在发生重大转变,我们有着巨大的动力将氢气变成未来能源结构的主导部分。现在,我们正面临着一个价值百万美元问题:作为这种能源的倡导者,我们能做些什么来确保该能源朝着正确的方向发展?

论坛主席Rakhi Oli在第二届美国氢能论坛上致开幕致欢迎与会者

论坛主席Rakhi Oli在第二届美国氢能论坛上致开幕致欢迎与会者

全球合作

创建强大且可持续的氢价值链的第一步,是让该行业进行创新和合作,从而将氢技术大规模商业化。根据终端应用、成本竞争力、政策、社会经济驱动因素和全球不同经济体中存在的障碍,采取分阶段的方式部署氢技术将成为关键。

其次,想要扩大氢价值链的分销、基础设施和运输环节,需要各行业着手解决氢技术的安全问题。该目标还要求各行业在法规、规范和标准方面制定出一个统一的愿景。通过采取这些简单的步骤,先进的氢经济将有望在近期内得到最佳实现。

美国氢能论坛上的所有发言人对于能源转型的必要性以及氢气在能源转型中的作用都具有充分的理解,并对这些内容进行了分享和强调。依靠活动中多位知名行业领袖所提出的见解,我们能够从全球性角度对氢经济的发展建立起非常准确而清晰的方案。

论坛主席Rakhi Oli欢迎小组成员上台主持关于氢气生产的讨论。

论坛主席Rakhi Oli欢迎小组成员上台主持关于氢气生产的讨论。

我想在这里分享以下几点收获:

实现能源转型的关键氢能启示

  • 氢气有可能成为能源转型的一个强有力的推动因素。它为能源多样性提供了一条清洁、可持续且灵活的途径。
  • 负责任的能源转型要求工业界同时关注碳管理和氢能。缺少其中的任何一项都不是明智的选择,而且还有可能使整个转型计划一直处于一种无序的状态。
  • 氢气的长期效益是引人注目的,在过去的三年里,氢气的发展明显加快,这种发展是来自于各个部门的产品商业化。与此同时,我们还应当在整个价值链上不断改善氢气相关技术的成本和性能。
  • 氢气可以为钢铁和合成氨生产等难以消减的工业部门增加价值,刺激核电等基本负荷能源,同时加速可再生能源在能源系统中的整合。
  • 涡轮机械是石油和天然气部门的一项多样化运营。在可靠性/可及性、可维护性和资本支出/运营支出方面,这类装置成为了氢气价值链中最关键的设备之一。随着能源转型的势头逐渐增强,涡轮机械将变得更加重要和关键。

推进供应链的发展

  • 虽然美国每年生产1000万吨氢气,但为了充分实现整个价值链的利益,还需要大幅增加氢气的供应和需求。这就要求立即推进氢气供应链的发展。
  • 氢气可以提高美国的能源安全性,并且对国家气候有利,因为它提供了一种潜在的手段,可以从丰富的国内可用资源中储存和输送能源,同时减少我们的碳足迹。以氢气为动力的车辆可以大大减少本国对石油的依赖,并显着减少尾气排放。

生产氢

生产零排放氢有三种主要途径:

  1. 使用生物甲烷的蒸汽甲烷重整(SMR)或结合碳捕获、利用和储存(CCUS)
  2. 使用可再生能源发电的电解
  3. 生物质气化
  • SMR和电解技术已经非常成熟,气化和SMR与CCUS正在开发。
  • 绿色氢需要蓝色氢在需求、财务和结构方面取得进展。在不久的将来,能源画卷将会有绿色、蓝色、青绿色和许多其他颜色,直到我们大规模开发绿色技术来满足巨大的能源需求。
  • 用CCUS改造蓝色氢将支持实现更少温室气体(GHG)排放的目标,同时还允许继续使用现有资产。因此,在绿色氢成为主流之前,它可能是一种过渡色调,特别是在封存地点容易获得且可用的地区。
  • 与政府和行业的合作伙伴关系可以加快提高制氢的效率和经济性。

实施政策

  • 当地的氢中心可以将各行业与当地企业、利益相关者和当局凝聚在一起,开发和部署满足社区能源和交通需求的氢和燃料电池项目。区域性氢中心的实施策略需要对当地基础设施、成本、环境和能源公正优先事项以及市场采用情况进行全面评估。
  • 非常重要的是,行业利益相关者要制定长期稳定的政策框架,以指导氢技术的商业化和所有部门的能源转型,包括能源、交通、工业和住宅。

推进氢技术

  • 新兴的氢技术正处于十字路口。开发人员、最终用户和行业将不得不走到一起,在成本竞争力和生产技术的价值主张之间做出最佳选择,这将有助于氢在近期内敏捷地向前发展。
  • 利益相关者应促进制定跨地区和跨部门的行业标准协议,以支持氢技术,并利用规模效应和不断降低的成本。
  • 许多制氢技术的资本成本远远高于其他燃料。开发人员与工程、采购、施工和调试(EPCC)承包商正致力于通过应用面向制造的设计(DFM)原则来降低这些成本。他们正在寻找更好的材料,减少必要部件的数量,设计简化的系统,并转向大规模生产。
  • 整合可再生能源和绿色氢等不同技术为提高能源效率和改进碳管理,以及向最佳能源转型迈进提供了一条充满希望的道路。
  • 采用正确的技术和突破性的技术进步将是推动绿色氢经济朝着正确方向发展的关键。

输送氢

  • 氢输送有三个组成部分:卡车、管道和船只。到2030年,假设采用大规模生产和运输基础设施,氢可以从澳大利亚或中东等地运输到预计的需求中心,成本为每千克氢2至3美元。
  • 需要跨行业的协调努力来确保充分部署加氢站,以满足燃料电池电动汽车(FCEV)的需求。
  • 在全球交通运输中,汽油和柴油燃烧过程产生24%的直接CO2排放,约占全球交通运输排放的75%。电池电动汽车和燃料电池电动汽车都是短期内降低全球交通运输领域碳排放的可行方法。
  • 氢的大规模储存对于未来的氢经济是必不可少的。液态氢、甲醇和氨等储存技术在储存密度、储存成本和安全性方面具有优势。
  • 在现有的天然气基础设施中掺入氢有利于国家和地区的能源储存、弹性和减排。从可再生能源、核能或其他资源中生产的氢可以注入天然气管道。天然气的传统终端用户可以利用这种混合物发电和供热。这是改造现有资产和减少整体碳足迹的一种方式。

Flowserve在塑造氢经济的公司中占有一席之地。了解更多有关我们如何实现多样化、低碳化和数字化以支持全球能源部门向低碳资源转型的信息,并继续阅读我上一篇关于氢作为能源转型的关键推动因素的博客文章。

 

Flowserve专业知识:这是我们的员工

作者Rakhi Oli照片
Rakhi Oli | 液化天然气与气体全球战略负责人 | 美国德克萨斯州休斯顿

Rakhi为低碳业务部门制定战略,确保公司服务及产品组合与公司的去碳化、多样化和数字化目标保持一致,以实现更远大的碳中和目标。她在能源行业从业20年,工作经历涉及多个职能部门,并重点关注北美液化天然气(LNG)项目从概念设计到EPCC阶段的各项工作。由她创办并主持的“与Rakhi​​​​​​​一起洞察能源”播客,对最新的市场趋势和技术进行探索,以支持负责任的能源转型。她是埃克森美孚液化天然气公司2021年Ally-GRIT奖的获得者,也是2022年Power Play大使奖的决赛选手。Rakhi在印度坎普尔的印度理工学院获得了化学工程硕士学位。