美國氫能、先進核能和長時儲能的發展方向

氫能、核能和長期儲能的總投資必須從現在的約400億美元增加到2030年的3000億美元，并在2050年之前繼續加速，以保持實現脫碳目標的進度。這是美國能源部（DOE）通過其《商業騰飛之路》（Pathways to Commercial Liftoff）發布的一系列新報告的內容，該報告旨在刺激公共和私人合作以加速清潔能源的部署。

聯邦基礎設施投資和就業法案（IIJA）和減少通貨膨脹法案（IRA）都為能源部提供了數十億美元，用于投資和支持清潔能源技術在未來十年的大規模示范和部署。這些投資旨在推動商業化和釋放數萬億的私人投資，為私營部門就某些技術達到全面部署提供了指南。能源部首席商業化官員Vanessa Chan說：“如果你只做追隨者，我們就永遠不會達到目的。所以，希望這些報告能幫助你們行動，因為如果你現在不行動，你就會錯過時機?！弊畛醯腖iftoff報告側重于清潔氫氣、先進核能和長期儲能（LDES），因為它們“在清潔能源轉型中的預期作用，是對成熟清潔能源技術的補充?！?/p>

清潔氫氣

(資料圖片)

清潔氫氣有望在清潔煉油、化工和重型運輸等難以實現脫碳的部門中發揮特別重要的作用。根據能源部的Liftoff報告，清潔氫氣的生產有可能從今天的幾乎為零擴展到2030年電力、工業和運輸部門的每年接近1000萬公噸（MMTpa）。到2050年，這一數字可能躍升至5000萬公噸/年。能源部表示，這意味著到2030年將有850億至2150億美元的投資機會。

能源部稱，美國的清潔氫氣市場即將快速增長，因為聯邦對區域氫氣中心的資助，通貨膨脹減少法（IRA）中對清潔氫氣生產的激勵，氫氣地球拍攝倡議以及公共和私營部門設立的脫碳目標都將刺激其快速增長。該部門說，在IRA中的清潔氫氣生產稅收抵免（PTC）將某些項目的總擁有成本（TCO）平衡點提前到未來約5年內，例如那些在工業和運輸應用中獲得高容量因子的可再生能源。雖然氣候立法的激勵措施促進了清潔氫氣的生產，但該部門指出，“供應方不足以擴大市場規模，必須擴大中游基礎設施和終端應用?！蹦茉床空J為，氫氣集群項目，包括鄰近的生產和供銷，以及美國的區域氫氣中心，將為擴大清潔氫氣的規模和擴大區域分配網絡提供重要的證明。該部的區域清潔氫氣中心計劃專門撥款高達70億美元，在美國各地建立6至10個區域清潔氫氣中心。

“政府為這些［氫］中心提供高達50%的費用，這意味著政府的70億美元的投資需要帶動來自私營部門的至少70億美元的共同投資，并希望能有更多的投資，”清潔能源示范辦公室主任大衛—克蘭說。他補充說：“能源部的作用不僅是使私營部門主導的清潔氫氣建設和商業轉型成為可能，更是使其加速?！?/p>

先進核電

根據報告中引用的模型，美國2050年的凈零排放途徑需要增加大約550—770吉瓦的清潔、穩定的電力。能源部的建模表明，假設預期的資本成本降低，并且與其他清潔、穩定的選擇相比，先進的核電可能占這些新增容量的至少200 GW。

到2050年，在美國部署大約200吉瓦的核電容量可能需要近7000億美元的資本，到2030年需要350—400億美元。能源部說，傳輸擴展、互聯、土地使用強度和其他限制可再生能源建設的因素所帶來的挑戰，可能會使核電成為更有吸引力的選擇?！拔覀冃枰涌旖诩夹g的部署，這需要在2025年前簽訂一個超過10個相同設計的反應堆的訂單”，能源部貸款項目辦公室主任Jigar Shah說。“請注意，我說的是訂單，而不是諒解備忘錄或意向書或偉大的新聞發布?！盨hah說，實現加速布局可能需要政府干預，以管理風險，并列舉了超支、分級撥款或政府所有權或承購等可能性。到2030年代中期再大規模部署先進的反應堆，將導致錯過目標或供應鏈嚴重過剩。Shah說，這第一波反應堆的項目交付將需要吸收喬治亞州Vogtle工廠3號和4號機組建設的經驗教訓。該項目是美國三十年來的第一個新建核電項目，一直存在成本超支和施工延誤。

長時儲能

長時儲能（LDES）可以在極端天氣事件越來越多的現在提高當地和區域電力供應的復原力，同時也可以減少電網擴張的成本和風險。

能源部表示，美國電網可能需要大約225—460吉瓦的LDES容量，才可能實現凈零系統，相當于大約3300億美元的總資本投資。盡管前期成本很高，到2050年，投資于LDES的途徑與不投資于LDES的途徑相比，每年節省100—200億美元的運營成本和資本成本結余。長時儲能技術是多樣化的，系統儲存能量能滿足10到160小時的調度。Liftoff報告將其分解為兩個市場部分：間日LDES（10—36小時）和多日LDES（36—160小時以上）。

根據這些報告，擴大LDES的規模將需要在三個方面采取行動：公共和私人投資，以推動降低成本和提高性能；市場干預和改革，以補償差異化的性能和服務；以及靈活和快速的供應鏈形成，以避免在潛在的需求激增之前出現部署瓶頸。

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