美国国家清洁氢战略和路线图

目录 ExecutiveSummary1 Introduction6 A：国家脱碳目标10 B：实现清洁益处的策略氢气27 战略1：针对战略性、高影响力的清洁用途氢气29 策略2：降低清洁成本氢气39 战略3：注重区域Networks48 C：指导原则和国家Actions58 Conclusion80 AppendixA95 执行摘要 鉴于其有助于解决气候危机，增强能源安全和韧性以及创造经济价值的潜力，在美国和国外，生产和使用清洁氢气的兴趣正在增强。零碳和低碳氢是实现可持续和公平清洁能源未来的全面解决方案组合的关键部分。美国正在通过在清洁氢气生产，中游基础设施以及在这一关键技术中具有战略意义的研究，开发，示范和部署（RDD＆D）方面的历史性投资来加快进展。 2021年11月，国会通过，小约瑟夫·R·拜登总统签署了 《基础设施投资和就业法》（第117-58号公共法），也称为两党基础设施法（BIL）。这项历史性的，千载难逢的立法授权并为美国能源部（DOE）拨款620亿美元，其 中包括95亿美元用于清洁氢气。此外，2022年8月，拜 登总统签署了《降低通货膨胀法案》（IRA）成为法律（ 公法117-169），该法案为氢气提供了额外的政策和激励措施，包括生产税收抵免，进一步推动了美国清洁氢气市场。 本报告阐述了美国国家清洁氢战略和路线图该报告获得了广泛的行业和利益相关者反馈，包括研讨会和聆听会议，来自 50多个组织的书面评论以及持续的参与。此外，该路线图还提出了所有政府清洁氢气的方法，在多个机构以及总统执行办公室的关键专家中都有贡献。这种包容和协作的方法对于这种 扩展技术的成功至关重要。 该报告旨在成为生活策略这提供了当今美国氢气生产、运输、储存和使用的快照，以及机会forhydrogentocontributetonationaldecarbonizationgoalsacrossthenext30years.The reportwillcontinuetobeupdatedwithcollaborationacrossgovernmentthroughinteragencycoordination. 清洁氢脱碳应用的途径由2030年、2040年和2050年的需求情景提供信息，到2030年每年有1000万吨（MMT）清洁氢的战略机会，到2040年每年有20MMT，到2050年每年有50MMT。这些值不仅基于美国清洁氢气生产的机会S.，但根据各部门清洁氢使用的需求，通过在特定应用中实现市场竞争力来了解。使用清洁的氢气可以减少U。S.到2050年，排放量相对于2005年约为10%，1与美国一致S.美国能源部商业升空途径报告中的第三方分析估计，到2030年，由于新的资本项目和清洁的氢基础设施的建设，氢经济还可能导致10万个新的直接和间接就业机会。这些工作既包括工程和建筑等直接工作，也包括制造业和原材料供应链等间接工作。 美国能源部 实现这些清洁氢的机会将需要更低的生产成本，中游基础设施的建设，以及特定行业的氢需求增加，这些行业的成本竞争力或技术上可行的脱碳替代品较少。随着氢技术的改进和成本的下降，我们将通过分析来更新本报告，评估关键部门在经济和环境方面对氢的最佳使用，生产公告和承购合同的不断发展，项目开发商如何优先考虑能源和环境正义以及其他相关发展。 此路线图基于优先考虑三个关键战略确保清洁的氢气被开发并用作有效的脱碳工具最大效益美国： (1)针对清洁氢的战略性、高影响力用途。这将确保在存在有限的深度脱碳替代方案的最高价值应用中使用清洁的氢气 。具体市场包括工业部门(如Procedre，化学品，钢铁和精炼），重型运输和长时间储能，以实现清洁的电网。其他长期机会包括出口清洁氢或氢载体的潜力，以及为我们的盟友实现能源安全。 (2)降低清洁氢气的成本。2021年推出的氢能源地球射击（ HydrogeShot）将促进创新和规模，刺激私营部门投资 ，促进整个氢供应链的发展，并大幅降低清洁氢的成本。还将努力解决关键的材料和供应链漏洞，并设计效率，耐用性和可回收性。再加上对中游基础设施(存储、分销)的投资，这些举措不仅可以降低清洁氢气的生产成本，还可以降低交付成本。 (3)注重区域网络。投资和扩大区域清洁氢中心将使大规模清洁氢生产接近高优先级的氢用户，允许共享关键数量的基础设施。此外，这些投资将推动生产，分销和存储的规模 ，以促进市场的开拓。如果实施得当，这些区域网络将为公平、包容和可持续性创造基于地方的机会。优先事项将包括减少对环境的影响，创造就业机会-包括高薪的工会工作-确保长期承付合同以及启动国内制造业和私营部门投资。 虽然国会要求美国能源部（DOE）制定这一国家战略和路线图，活动将包括跨多个联邦机构的合作包括美国农业、商业、国防、能源、内政、劳工、州、运输和财政部、环境保护局、 国家航空航天局、国家科学基金会和科技政策办公室，与总统办公厅密切协调。 联邦机构也将合作与工业界，学术界，国家实验室，地方和部落社区，能源和环境和司法社区，工会和众多利益相关者团体一起加速进步和市场剥离。这个路线图建立具体目标,市场驱动指标,and衡量成功的切实行动该战略提出的目标旨在为美国人民和全球社会提供清洁氢气的最大利益。 立法语言 本报告回应了《基础设施投资和就业法》（公法117-58）第40314条规定的立法语言，也称为《两党基础设施法》，特别是修改了《2005年能源政策法》（EPACT-2005）的第八章，增加了第814节-国家清洁氢战略和路线图. Section814states: (A)发展。- (1)在执行根据第805和813条制定的计划时，秘书应与该部相关办公室的负责人协商，制定技术和经济上可行的国家战略和路线图，以促进大规模生产，加工，交付，储存和使用清洁氢气。 (2)包含-根据第1段制定的国家清洁氢战略和路线图 (1)应专注于- (a)建立氢生产标准，以达到根据第822（a）条制定的标准，包括达到该标准的临时目标； (b) (i)清洁氢气的生产和使用来自天然气、煤炭、可再生能源、核能和生物质；以及 (ii)确定向清洁氢经济过渡的潜在障碍，途径和机会 ，包括联邦政策需求； (b)识别- (i)生产、加工、运输、储存和使用美国主要页岩天然气产区清洁氢气的经济机会； (ii)生产，加工，运输，储存和使用清洁氢气的经济机会，这些清洁氢气用于在放松管制的市场中运行的商业核电站；和 (iii)与在这些地区部署清洁氢技术相关的环境风险，以及减轻这些风险的方法； (c)反映全国地理多样性的方法，包括子战略，以促进基于资源，工业部门，环境效益和区域经济影响的清洁氢; (d)确定使用现有基础设施的机会和使用障碍，包括天然气基础设施系统的所有组件，二氧化碳管道基础设施系统，最终使用本地分配网络，最终使用发电机，液化天然气终端和其他用户天然气，用于清洁氢部署； (e)确定发展清洁氢枢纽的需求，障碍和途径（包括在适当情况下，清洁氢枢纽以及碳捕获，利用和储存枢纽 ）- (i)分散在美国各地，可以在最大程度上利用天然气； (ii)可以证明清洁氢气的有效生产、加工、交付和使用 ； (iii)包括运输走廊和运输方式，包括通过管道和铁路以及通过港口运输清洁氢气；和 (iv)在适当的情况下，可以作为联合清洁氢和碳捕获 、利用和储存中心； (f)优先考虑提高该部开发工具的能力的活动,以模拟、分析和优化单输入、多输出综合混合能源系统和多输入、多输出综合混合能源系统,最大限度地提高提供氢、高价值热、电和化学合成服务的效率; (g)确定涉及清洁氢的生产、加工、交付、储存和使用的联邦机构之间的适当相互作用点，并澄清这些联邦机构的责任，以及潜在的监管障碍和修改建议，以支持清洁氢的部署；和 (h)确定可以有效和经济地引入清洁氢技术的地理区域或地区，以便将现有基础设施过渡到依赖清洁氢，以支持所有相关经济部门的脱碳。 (B)提交大会的报告。- (1)在《基础设施投资和就业法案》颁布之日起180天内 ，部长应向国会提交根据（a）小节制定的清洁氢战略和路线图。 (2)更新-秘书应向国会提交第（1）款规定的清洁氢战略和路线图的更新，其频率不得低于秘书最初提交报告和路线图之日后每3年一次。 前言 半个多世纪前，美国S.登月计划将第一批人类送上月球，使用氢作为火箭推进的燃料，并在航天器上使用美国制造的燃料电池。自那时以来，国家一直是氢和燃料电池的世界领导者。包括美国国家航空航天局在内的联邦机构；美国S.商务部，国防部，能源和运输部;环境保护局;和其他人都有几十年的氢技术相关的活动。来自政府机构的投资，如美国S.能源部（DOE ）已获得1,200多项氢和燃料电池专利，30项商业技术以及 65项可能在未来几年内商业化的技术。4由政府资助的RDD ＆D与私营部门的成本分担削减了氢和燃料电池技术的成本，并在市场上产生了数千种商用系统，例如叉车，固定动力装 置和电解槽系统。为了响应拜登总统对能源部长的要求，加快实现国家气候目标的进展，能源部启动了登月计划。氢气射击大胆而雄心勃勃的目标是“11111”-在1个十年内每1公斤 清洁氢气1美元-释放跨部门氢气的潜力。5加快创新的步伐和规模，同时私营部门迅速采用清洁氢气技术，现在对于实现这一国家战略中提出的目标至关重要。 如果清洁氢在全球范围内扩大规模，氢工业预计将在全球范围内实现2.5万亿美元的年收入和3000万个就业机会，以及到2050.6全球减排20％的潜力。美国已经生产了超过10％的全球氢供应，并在发展全球氢经济中发挥着重要作用。7最近的美国能源部报告，商业升空的途径：清洁氢气，描述了未来美国市场的几种情况，强调 到2030年，工业部门将推动增长，基础设施的可用性将成为关键的拐点。3Liftoff报告中的建模还表明，电解作为制氢手段具有强大的增长潜力，电解的大规模增长将创造对其他清洁能源的需求。例如，如果90%以上的氢气是通过电解生产的 ，到2030年，这种生产可能需要高达200吉瓦的新可再生能 源或使用约50-70吉瓦的核能。创造重要的新投资和就业机会，并通过以可持续、有竞争力和公平的方式推进和利用氢技术来帮助世界脱碳。由于其研究，开发和部署能力以及丰富的能源供应，包括可再生能源，核能，化石，废物和其他碳基资源以及碳捕获和封存，国家处于领导地位的独特地位。 通过《两党基础设施法》和《降低通货膨胀法》进行的历史性投资，以及制定清洁氢的国家战略和路线图，正在推动实现清洁氢效益的势头。 Acceleration是实现我们的气候目标的关键。然而，这必须做到以战略和整体的方式，考虑到氢在应对气候危机的解决方案组合中的潜在作用。部署取决于对最佳地理区域的理解， 从整体排放，弹性，公平性和可持续性的角度来看，氢可能是最有利的。 此路线图是加速过程中的早期步骤之一。这只是开始，并将为BIL颁布所需的进一步更新和改进奠定基础，频率不低于每三年。 Introduction 21世纪20年代是世界应对气候变化和避免危机最严重和不可 逆转的影响的决定性十年，将全球平均气温上升限制在1.5摄氏度的目标之内。9拜登-哈里斯政府根据《巴黎协定》制定了雄心勃勃的目标，到2030年将温室气体污染从2005年的 水平减少50％至52％，到2035年创建一个碳无污染的电 力部门，并在2050.10年之前达到净零排放。 白宫还启动了具有里程碑意义的，同类中的首个《正义40倡议》，该倡议承诺将联邦在气候和清洁能源方面的投资至少40％的总体收益提供给处境不利的社区。包括DOE的区域清洁氢中心计划以及清洁氢制造和回收研究，开发和示范计划，都包含在Jstice40倡议中。13此外，拜登总统签署了第14025号行政命令，宣布其政府的政策“鼓励工人组织和集体谈判。“这是为了应对美国工会密度的稳步下降，工人权力和发言权在全国各地的工作场所和社区的丧失，以及由此给美国工人和经济带来的后果，包括削弱和缩小美国的中产阶级。氢能