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拜登总统为美国设定了一个雄心勃勃、具有重大影响的目标——到2050年实现净零排放经济。
要实现这一气候目标，就必须对美国经济进行大规模转型，建设新的基础设施，并迫切需要提高我们的全球竞争力。对于此，美国是怎样做的呢？
建立一个零排放的电网，太阳能，风能，核能，水力发电和存储是必要的，但远远不够。他们还需要一种清洁的燃料来减少工业热、长途重型运输和长期储能的排放。氢气不排放温室气体，是主要候选人。
美国能源部长詹妮弗·格兰霍姆最近宣布的“氢地球拍摄计划”一项创新计划，目标是到本世纪末以每公斤1美元的价格生产无温室气体氢气。为了加快在全经济范围内部署此类突破的规模，氢气计划需要深刻理解研发（R&D）、基础设施、经济、市场和政策之间的复杂相互作用。
如今，美国每年生产1000万吨氢气，其中95%来自天然气，通过蒸汽甲烷改造。这些氢气大部分用于氨生产，用于生产农业肥料和用原油制造汽油、柴油和塑料。这种"灰色"氢气每公斤大约需要1美元，并附带10公斤的二氧化碳排放。
将二氧化碳从氢气中分离出来，并永久地将其封存在地下，使灰变成"蓝色"氢气，但成本至少增加了50%。为了使蓝氢成为可行的选择，我们需要研发来降低二氧化碳分离成本，以及对碳排放征收直接或间接费用的政策。此外，我们需要一个管道基础设施，将数亿吨捕获的二氧化碳从氢气厂转移到地质地点永久储存。
或者，称为电解器的设备可以用来分解水使用电力和生产所谓的"绿色"氢。只有当发电有净零排放时，绿色氢才是真正的绿色。如今，绿色氢气每公斤的价格是灰度甚至蓝色氢气的3到4倍。为了使绿色氢具有竞争力，零碳电价必须降低30%，电解机系统成本必须降低70%或更多。绿色氢气可能需要升级的网格，但它不需要新的基础设施来构建。
如果你想知道为什么有这么多的颜色的无色气体，让我们再添加一个"绿松石"氢。这是基于一种很有前途的方法，称为甲烷热解，其中天然气被裂开，以产生无温室气体的氢气和纯固体碳作为共同产品。固体碳可用于各种市场应用，这在一定程度上抵消了氢的成本。此外，它可以用卡车拖走，不需要建造新的基础设施。绿松石氢有可能达到地球目标，但开发具有成本效益的火焰机需要研发，需要制定政策来鼓励固体碳市场。
使技术、供应链、基础设施和市场保持一致的政策对于成功和扩大规模至关重要。新建基础设施，如管道和输电线路，成本高昂，耗时耗时，并伴随着社会接受的挑战。高压氢气管道尤其如此，因为氢气会起重，因此存在安全风险。
因此，绿色和绿松石氢气可以使用数千英里的现有输电线路和天然气管道来移动现场无温室气体氢生产的原料，具有更快扩展的潜力。
如果将无温室气体氢气用于为长途卡车运输和海运提供燃料，那么每公斤1美元的目标将使其成本与柴油具有竞争力，这凸显了实现氢气地球目标的重要性。与柴油不同，即使在高压下，氢气的体积能量密度也低得多。然而，液氨可能是氢气的诱人载体。幸运的是，液氨具有全球基础设施，因为氨用于生产肥料。
氢气面临的困难挑战是它用于工业热。燃烧氢气必须与燃烧天然气竞争。天然气价格低廉（不收取碳排放费），氢气生产成本需要每公斤50美分（氢气地球目标的一半）才能竞争。这突出表明，要么对碳排放实行直接价格，如碳税，要么对碳排放实行间接价格，如强制性清洁能源标准，或者将两者结合起来。
摘译自：The Hill
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