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用于卡车运输的氢气是什么导致研究人员抓住每一个机会大幅降低成本？我曾多次尝试回答这个问题。在 德国，gruppendenken——群体思维——显然参与其中。与像这样的组织 ICCT，这似乎是一种让氢发挥作用的绝望尝试，因为他们认为这是必要的，这会导致一个又一个错误。不同的问题困扰着其他氢能能源报告，其中主要咨询公司如 DNV的 为那些付钱给他们以获得特定结果的客户提供不良报告，而不管现实如何。
我倾向于对美国国家实验室抱有更好的期望，因为它们大多是可靠的研究人员和分析师。但最近几个月，我发现自己对一些结果感到摸不着头脑。几周前我 看过了 DOE NREL 关于加州加氢站的报告。那里的数据很清楚。
即使在历史最高的使用量下，这些加油站也几乎没有被使用，54 年上半年每个加油站平均每天使用 2021 公斤。该报告没有提到使用量非常低，而是庆祝了每天 300 公斤的高峰使用量。
这些加氢站的停运时间比实际泵送氢气的时间多了 2,000 个小时，比生产利用率多了 20%。但你已经挖掘了数据并做了一些数学计算来弄清楚这一点。
如果这些站点满负荷运行，每年可能需要花费 30% 的资本支出来维护。每公斤分配的维护成本超过 9 美元。再一次，数据在那里，但结论却在行动中缺失。
这份报告是一个杰作，它误导了接受报告的人们，让他们认为加州的加氢站的情况很乐观。壳牌公司留下的钱就证明了这一点， 拒绝48万美元 建造更多加油站并关闭其现有的七个轻型车辆加油站。
现在，美国能源部下属的国家可再生能源实验室 (NREL) 发布了一份新报告，其中提出了引人注目的假设。 分配氢气的平准化成本 重型车辆 将于 2024 年 XNUMX 月热销。它描绘了一幅氢成本低廉的美好前景。
这是一个令人安慰的图表，不是吗？一旦氢卡车运输规模化，加氢成本将仅为每公斤 6.5 美元。这仅比柴油价格高一点，加州目前的价格徘徊在每加仑 5 美元左右，相当于同等能源量。鉴于燃料电池比柴油发动机更高效，这实际上意味着氢气作为卡车运输燃料将比柴油更便宜！
但是，等等，还有更多。
是的，根据 NREL 的这项研究，对于相同的能源，氢气将比柴油便宜。好了，问题解决了，我们回家吧。卡车运输已分类。
是的，没那么快。看一下每个条形的顶部，里面有 1.5 美元。那是什么？
“……目前的分析假设，随后输送到模拟的 2030 个加氢站的氢气生产成本为 1.50 美元/kg-H2”
这是目前美国在工业规模设施中利用廉价天然气生产每公斤灰氢的成本。美国政府在 2024 年的一项研究有机会将制造低碳氢的适当成本纳入其中并予以救助。提醒一下，从 2024 年开始，欧洲绿色氢交易的平均价格为每公斤 9.49 欧元或 10.30 美元。没有人认为到 1.50 年低碳氢的价格实际上会达到每公斤 2024 美元，但 NREL 的一份官方报告却人为压低了价格点。
作为波士顿咨询集团 报道，到 2030 年，绿色氢甚至不会降至之前的共识数字（STEM 和经济文盲的鸦片成瘾者之间的共识）3 欧元，而是在 5 至 8 欧元范围内。该范围的下限仍然非常乐观。在对三大洲多种情况下的氢制造成本进行评估后，我的预测是，绿色氢的平均成本将是每公斤 6-8 美元，其中一些异常值会更低或更高。
但对于在加氢站制造氢气来说，这是一个更糟糕的假设。这是 ICCT 在其存在致命缺陷的研究中所做的事情，但即使是 ICCT 也没有犯错到使用每公斤 1.5 美元的成本点。
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由于三个原因，小批量生产氢气的全部成本将远高于工业规模设施的生产成本。首先，加油站仍然需要工厂的所有剩余部分，但它将是微小的部件，未按比例缩放，对于体积部件而言价格便宜。将它们全部连接在一起需要所有电工、水管工、化学工程师、焊工等，但它们将是微小的连接和焊接。
第二个原因是发电站将按照工业电价支付一定的费用。目前美国的平均价格为每千瓦时 0.11 美元，加上工厂的剩余电量，从水中制造一公斤氢气大约需要 55 千瓦时。仅电费就将花费 5,50 美元，比 NREL 研究使用的成本点高出 4 美元。 0.17 年，加州的工业电价平均为 2022 美元。仅现场制造用电费就为 9.35 美元。
第三，工业设施拥有严格的预防性维护和现场工作人员，可以立即解决问题以维持生产。加氢站不会这样做，因为维持高成本劳动力的成本将令人望而却步。他们要么会在更长的时间内停止服务，要么会花钱让维修人员无所事事并在现场配备高成本的组件。
NREL 能否查看真实数据并就现场制氢的成本点做出更好的选择？是的，他们可以查看加州氢公交车的数据。
仅电费和一些小东西的平均费用就是 12.60 美元。它显然不包括维护加油设施的成本，该设施全年有 14% 的时间因电解槽和工厂平衡问题而停止运行。正如轻型车辆加油站所指出的，平均维护成本超过每公斤 9 美元。
另外如上所述，泵送氢气或其他任何东西的维护成本呈线性增长。使用次数越多，压缩机、泵和密封件的磨损速度就越快。正如上面的重型车辆泵送设施数据所示，它根本不限于轻型车辆。储罐中的 700 个大气压必须超过 800 个大气压才能填充车辆储罐。这个压力相当于海面以下五英里多的压力。构建具有公差的东西来实现这一目标并非易事，并且该级别的压缩机比冰箱压缩机更容易发生故障。
不，转向液态氢并不能省钱。它只是有不同的巨大且不可避免的费用，尤其是它需要三分之一的电力形式的蕴含能量来运行非常复杂的低温设备，使其降至绝对零以上 20°。用一套成本和工程妥协换取另一套成本和工程妥协不会导致廉价的氢气。
这个电力成本不包含任何电解槽的资本成本、资本成本、维护成本或任何利润。氢的实际成本无疑超过每公斤20美元。虽然每天的氢气分配量比新的 NREL 研究的最低限度要少一个数量级，但电力成本仍然很高。
据我所知，NREL 研究至少增加了每公斤成本的资本成本。 LCOH 的图表清楚地表明，对于现场生产场景，他们在加氢站成本中每公斤氢气的成本增加了 1.1 至 4 美元，但报告中没有具体说明该成本的具体内容。关于电解槽、工厂平衡或生产方面的其他任何事情尚不清楚。
据推测，这是为了允许有人在加氢站安装蒸汽重整装置，采用一些非常落后的解决方案，从而允许该报告针对氢制造的技术不可知论。这经得起最轻微的审查吗？不。
目前加州工业客户的天然气成本为 12.52 美元。氢气的质量是甲烷的四分之一，而甲烷的质量通常是天然气的 92%。其他效率挑战使得每五公斤天然气使用一公斤氢气的比例大约是合适的。按照这个速度，仅输入蒸汽重整的天然气就需要花费 2.61 美元，比报告中假设的制氢成本高出 XNUMX 美元多。这是灰氢的情况。
考虑到该设施规模较小，而且需要加强碳捕获并随后对二氧化碳进行处理，成本可能会增加三倍。
报告中氢的 1.50 美元成本点只有在假设是在天然气比加州便宜的地方的工业设施中生产的灰氢时才合理，这与用氢进行卡车运输脱碳的观点完全相反。报告中的假设是氢气是在距离加氢站 62 英里范围内生产的，因此如果计划如此，它将支付当地的天然气工业费率。
该报告还将这个问题界定为氢与氢，而不是氢与电气化。这是该团队的简报，与一位研究人员在 2020 年发表论文时的简报相同 氢气输送和分配成本该研究的上限是本研究下限氢气体积的一半，结果与最低体积情景大致相同，但完全排除了氢气制造成本。
换句话说，同一组织四年前的一项研究发现，在本次成本调查中，仅输送氢气就与整个堆栈一样昂贵。也许他们没有使用相同的型号？没有。模型是相同的，只是版本不同，即氢输送场景分析模型 (HDSAM)，3.1 与 4.5。
尽管四年多的证据表明，输送和分配氢气比估计的更昂贵，并且大量证据表明制造氢气的成本远高于 1.50 美元，但这份新的 NREL 报告实际上将端到端的制造、输送和分配成本降低了。向下。
这就像根据氢能源的经验现实进行验证，甚至承认它不再是 NREL 的要求。就好像数十年的多级加氢站和氢气输送经验将在 2030 年被推翻。这令人不安。
当然，在本报告中的场景中，价值链上没有人盈利，甚至没有人通过加价来弥补成本。该报告明确指出了这一点，但由于每个人都会查看主要图表，将成本与柴油的零售成本进行比较并长舒一口气，这也不是一个好的选择。
但他们也明确排除了所有可能为低碳燃料提供的降低成本的补贴：
- 合格替代燃料汽车加油财产的替代燃料汽车加油财产信用 (30C)
- 清洁氢气生产信用 (45V)
- 合格的先进能源项目信用 (48C)
- 合格商用清洁车辆积分（45W）
这相关吗？事实上不是，但在观念上是的。集中式工业氢电解制造设施至少具有满足45V低碳发电的就地性、临时性和额外性要求的购电协议的潜力。补贴后，每公斤的成本可能会降至 2 至 3 美元。正如我在对 ICCT 有缺陷的报告的评估中指出的那样，当地加油站将无法实现这一目标。而蓝色氢不符合 45V 的资格，只会获得更低的碳捕获信用额。
换句话说，任何在加氢站远程脱碳的氢气，无论采用何种途径，取消补贴并增加对成本和利润加价的合理假设，都会导致远远高于 1.50 美元的氢气。即使对于集中式设施来说，作为 2024 年的选择也是站不住脚的。在加油站的小型设施中，这是双重站不住脚的。
然而这份报告，尤其是它的图表，给很多人留下了错误的印象，即加氢站的氢气将非常便宜。如果他们注意到 1.50 美元并感到不安，他们会看到所有回扣并认为它们将适用并且一切都会好起来的。
一个明显的结论是 NREL 应该重新评估其 HDSAM 模型。它产生的结果与经验现实不符，研究人员似乎不愿意或无法举手这么说。我在我的文章中指出了对模特的崇敬 评定 PIK 波茨坦气候影响研究所的 LIME-EU 和 REMIND 模型相关，这两个模型都包含非常低的氢成本，而一份重要报告中的研究人员显然忽略了这一点。 NREL 研究人员应该阅读 Thompson 的著作 逃离模范土地 并勇于运用专业判断。
NREL 报告围绕卡车运输氢气的实际成本与替代方案进行了讨论，这是一种严重的损害。与许多其他报告一样，它人为地压低了氢气的成本。为什么？很难说。也许是因为现实的成本显然在经济上根本不可行，而且他们真的不想成为站起来并被计算在内的人。
