能源部計劃在未來五年內投資 1 億美元,用於氫動力重型卡車的研發。
最終成果可能是開發更大、更高效且更具成本效益的電解槽,這些電解槽將使用各種技術從水中分解氫氣。
其想法是建立兩個大型合作伙伴關係,包括能源部國家實驗室、大學和私營公司,以幫助啟動美國在“氫經濟”方面進展緩慢的步伐。
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這是一個以零排放能源為重點的概念,早在 1966 年就在美國開始討論。但在過去十年中,商業化努力由日本、中國、法國和其他歐洲國家主導。
2003 年,喬治·W·布什總統試圖喚醒美國對氫能源可能性的認識——氫是世界上最輕、最豐富的元素。在 2003 年 1 月的國情諮文中,他指出,使用氫氣和氧氣的燃料電池“產生能量,可用於驅動汽車,只產生水而不是廢氣”。
布什預測,“對使用氫氣的新國家承諾”將意味著“今天出生的孩子駕駛的第一輛汽車可能是由氫氣驅動且無汙染的”。
這引起了人們的興趣,但並沒有形成國家承諾。
那個現在 17 歲的孩子,很難找到一輛燃料電池汽車,更不用說找到一個加氫氣的地方了。據估計,美國有 8,000 輛燃料電池汽車。其中大多數是在日本製造的,而銷售氫燃料的 50 多個加氣站大多位於加利福尼亞州。
至於燃料電池卡車,“美國目前還沒有產品上路,”加州伯克利勞倫斯伯克利國家實驗室能源部燃料電池卡車商業化專案負責人亞當·韋伯解釋說。
他估計,在未來 5 到 10 年內,道路上將會有“相當數量”的燃料電池卡車,因為越來越多的州正試圖效仿加州對零排放車輛的承諾。韋伯認為,重型卡車也將有助於使燃料電池汽車在商業上更可行。
由於氫燃料比電動電池輕得多,它可以使卡車更高效,因為它們可以運輸更多的貨物,更快地加油並行駛更遠的距離。
唯一的尾氣排放物是水;這可能會使氫氣卡車在禁止柴油卡車怠速的州具有吸引力。此外,韋伯在一次採訪中表示,由此產生的電動卡車發動機將需要更少的維護,因為它們的運動部件比柴油發動機少。
韋伯的研究專案的目標是幫助卡車製造商製造原型,這些原型具有更耐用的燃料電池技術,可以在道路上行駛一百萬英里。他預測,一個附帶的好處是,美國各地將會有更多的汽車和卡車加氫站。
能源部的新方法專注於氫氣看似神奇的技術,也可以彌補加利福尼亞州等州強制執行雄心勃勃的清潔能源目標所造成的差距。在加利福尼亞州,這意味著到 2036 年實現新的汽車和卡車零排放,到 2045 年實現 100% 的清潔能源。
前面還有很長的路要走。根據能源部的資料,美國目前每年生產的 1000 萬噸氫氣中有 95% 是透過天然氣與蒸汽反應制成的。由此產生的氫氣在商業上用於煉油廠製造燃料和製造用於肥料的氨。
但是氫氣也可以用電解槽製造,電解槽可以使用太陽能和風能產生的電力從水中分解出氫氣。
能源部打算鼓勵氫氣的一種商業用途是能源的產生和儲存,這些能源可以透過燃料電池中的轉換重新轉換為電能,也可以代替天然氣燃燒以發電。
這種氫氣,有時被稱為“綠色氫氣”,可以在地下儲層中儲存數月——今天用於儲存天然氣——然後可以重新轉化為電能,一些專家稱之為“電力到天然氣到電力”的過程。
對於主要依賴太陽能和風能來實現其清潔能源目標的加利福尼亞州來說,儲存過程可能至關重要。加州理工學院的化學教授內森·劉易斯得出結論,可再生能源可能滿足該州高達 80% 的電力需求。
但在此之後,風能和太陽能的可變性可能會導致他所說的能源“資源乾旱”,這可能需要從外州運輸電力。
“你可能會停電,”劉易斯最近在加州氫能商業委員會舉行的一個論壇上解釋說。“野火可能會給你帶來額外的乾旱,”他補充道。
他和其他專家指出,填補空白的最便宜的方法是儲存綠色氫氣。他說,這比購買大型鋰離子電池或在全州範圍內建造太陽能發電場便宜得多,也更有效。
能源部新燃料電池和氫能技術專案經理基思·維普克解釋說,其目標是幫助公司製造比今天的機器更高效、更便宜、更耐用的電解槽。
其目標是使他們的“綠色”氫氣比天然氣製成的氫氣更具競爭力。
他在一次採訪中解釋說,在那之後,下一步將側重於將氫氣擴充套件到其他用途,包括卡車燃料,並擴大儲能市場。
“如果我們能讓電解足夠便宜,那麼你就可以開始在天然氣製造氫氣方面進行大規模競爭,”維普克說,他指的是用可再生電力製造的氫氣。
他希望,這項研究將為更大更好的電解槽提供技術,這些電解槽可以為公用事業公司以及卡車和汽車加氣站供電。還將有其他運輸需求。舊金山即將獲得第一艘燃料電池動力渡輪,而中國和德國最近開發了燃料電池動力火車。
日本對氫氣的承諾可能是最雄心勃勃的,它正在計劃明年夏季舉辦奧運會,屆時運動員將乘坐燃料電池公共汽車出行,並居住在燃料電池供電的村莊裡。其中一些能源可能來自澳大利亞,那裡的公司正在計劃出口新的綠色氫氣,這些氫氣是由其充足的陽光製成的,以幫助為日本供電。
對於某些人來說,這一切可能仍然聽起來很夢幻,或者對於另一些人來說,這聽起來像是在粉飾環保,但能源部指出,經過六十年的討論,“氫經濟”可能最終有足夠的能量在美國起飛。
根據能源部的資料,目前綠色氫氣的價格在每公斤 5 美元到 6 美元之間。目標不是發明奇異的新技術,而是推動現有技術,希望將其價格降至每公斤 2 美元。
綠色氫氣在美國能源行業仍然是輕量級的,但它有可能成為強大的推動者。根據能源部的資料,1 公斤氫氣提供的能量相當於 1 加侖汽油提供的能量。
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