50年前，美國首次實現(xiàn)人類登月。而阿波羅11號任務(wù)依賴于氫動力燃料電池系統(tǒng)，該系統(tǒng)為任務(wù)提供電力和水，并依靠液態(tài)氫作為燃料推動火箭。自1969年以來，美國一直是燃料電池和氫能技術(shù)的領(lǐng)頭羊，其將各種生產(chǎn)、運輸、存儲以及利用技術(shù)跨部門、跨應(yīng)用的實現(xiàn)商業(yè)化。如今，隨著美國能源未來的確定，氫能產(chǎn)業(yè)和美國一樣正處于十字路口。
美國的能源系統(tǒng)正在逐步演變。從發(fā)電部門至運輸部門，新的技術(shù)正在獲取更多的份額。企業(yè)正在努力解決脫碳、自然資源保護、基礎(chǔ)設(shè)施老化、能源儲存、不斷變化的監(jiān)管環(huán)境以及新的客戶需求。能源系統(tǒng)的彈性和可靠性正在變得越來越受關(guān)注。
氫能正在應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。氫能是一種跨部門的能源載體，其存在諸多的優(yōu)點。其可應(yīng)用于長時間的能源儲存以及大范圍的能源運輸。無論是重載、輕載還是其他材料的燃料電池汽車，均不會造成尾氣排放，而氫能的生產(chǎn)也能實現(xiàn)碳的近零排放，甚至在全生命周期的基礎(chǔ)上也是如此。一個充滿活力的氫能工業(yè)將維持美國的能源領(lǐng)導(dǎo)地位和安全，創(chuàng)造就業(yè)機會，大幅減少碳排放，并支持經(jīng)濟增長。
圖1 在雄心勃勃的情景下，氫能在美國的潛在效益
現(xiàn)在是時候加強對氫能的支持了。現(xiàn)在對氫能的投資和決策將產(chǎn)生長遠的影響。此外，許多能源基礎(chǔ)設(shè)施的決策需要很長時間才能實施。其他國家針對氫能經(jīng)濟正在制定規(guī)劃，美國需要迅速并且繼續(xù)主導(dǎo)氫能行業(yè)的增長。在過去的十年中，美國能源部（DOE）為氫和燃料電池提供的資金從每年約1億美元到2億8000萬美元不等，自2017年以來每年約有1億5000萬美元。其他國家同樣也大量資金投入于氫能產(chǎn)業(yè)。如日本產(chǎn)經(jīng)省宣布2019年度的氫能融資約為5億6000萬美元。中國宣布到2023年氫運輸業(yè)的投資將超過170億美元。在歐洲，德國每年投資1.1億美元用于資助研究實驗室測試工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的新的氫能技術(shù)。
圖2 不同部門氫能的潛在需求（2030和2050視角）
需要投資來為氫能解決方案奠定基礎(chǔ)。建立基礎(chǔ)氫能基礎(chǔ)設(shè)施需要資金，而企業(yè)需要投資于低碳氫解決方案的正確激勵。需要解決監(jiān)管障礙和適當?shù)囊?guī)范和標準，進而實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化和健全、可靠的供應(yīng)鏈。需要為氫能技術(shù)的更多研究、開發(fā)、演示和部署提供資金，以提高競爭力和績效。將資本引向氫能是推動其在美國增長的關(guān)鍵。
圖3已經(jīng)有許多短期的工業(yè)應(yīng)用正在運行中
圖4 氫能使用路線圖
圖5 氫能應(yīng)用路線圖
圖6 氫能規(guī)?！坌牟穆肪€圖的轉(zhuǎn)折點
