美国氢能经济路线图剖析
2019年11月6日，美国燃料电池和氢能协会(FCHEA)在2019燃料电池世界研讨会暨动力展上发布了《美国氢能经济道路图——减排及驱动氢能在全美完成增加》。该道路图依据20家公司和安排的定见编写而成。道路图期望美国的决策者和工业界共同努力并采纳正确过程，在氢能经济的敏捷鼓起和展开进程中，不断强大相关工业活动，然后稳固美国在全球动力范畴的领导地位。
一、长时间把握全球动力技能领导地位的战略意图
《美国氢能经济道路图——减排及驱动氢能在全美完成增加》从工业界视角动身，在同享和开发经济模型以及有关未来动力需求和环境期望的数据基础上，勾画的“树立跨商场和运用的伙伴关系，持久操纵全球动力技能主导权”的展开图景。道路图的编制成员主要为20家动力、运送、燃料电池制作和电力职业的全球抢先公司。一起，麦肯锡公司为之供给了剖析支撑，美国电力研讨院(EPRI)供给了科学调查和技能支撑。美国动力部国家实验室和国家可再生动力实验室的技能专家供给了剖析和检查支撑。
二、美国的氢能经济愿景
依据预算，到2050年，氢能将满意美国终端动力需求的14%，相当于每年超越2468太瓦时。
竞赛剧烈的氢工业将加强美国在动力方面的领导地位。美国现在是全球最大的天然气和石油出产国，出口到超越35个国家。跟着世界各国寻求展开氢能然后削减碳排放，美国有时机加强和展开其动力领导地位并在该范畴发明就业时机。
微弱的氢工业将增强美国经济。氢工业的不断展开，为美国公民发明了就业时机，为美国企业发明了收入。经过向期望展开氢能基础设备的区域出口技能，例如欧洲、我国、日本、韩国和澳大利亚，这些在氢价值链中运营的事务也将得到增加。到2030年，美国氢能经济每年可发生约1400亿美元的收入，并在整个氢价值链中供给70万个工作岗位。到2050年，它能够经过每年发明约7500亿美元的收入和累计340万个就业时机来推进经济增加。
经过运用国内动力资源和进步动力弹性，氢能将有助于保护美国的国家动力安全。氢出产将运用丰厚的可再生资源、天然气和碳储藏，并使核工业具有竞赛力。
氢能带来严重的环境和健康效益。除了下降碳排放量之外，用作车用燃料的氢还彻底消除了排气管微粒、氮氧化物和硫氧化物的排放，改进了区域空气质量，一起削减了温室气体排放。
氢能更好地整合低碳电力资源。跟着氢能在交通运送、工业原料、备用电源及电力系统等范畴的规划化运用，全美氢需求量将快速拉升。一切这些运用所需的氢到2030年或许到达1700万吨，到2050年到达6300万吨。
三、美国氢能经济的完成道路
美国将需求敏捷采纳举动，有必要经过进一步出资和削减监管壁垒，促进研讨与开发的公共方针来进步竞赛力，以继续在这个不断展开的职业中坚持抢先地位。美国氢能经济展开道路分为以下四个阶段：
(一)2020年至2022年：当即采纳后续办法
在开端的两到三年中，意图是在更多的州和联邦一级确认牢靠且技能中立的脱碳方针。这些方针将作为详细方针和监管举动的攻略，包含更新法规和规范。大众鼓励办法和规范能够消解初期商场发动时的壁垒，将更老练的氢解决方案推向商场，进步大众认识和承受度，并继续试点氢的其他用处。该阶段专心于在前期用户商场中的前期商业可行运用，例如在全美规划内推行燃料电池叉车，在加利福尼亚州进一步布置轻型和重型车辆。这些前期运用要求采纳多种鼓励办法来削减进入壁垒，并经过商场机制来扩展规划。
在此阶段，不断扩展老练的运用范畴(例如叉车)和挨近收支平衡的运用范畴(例如备用电源解决方案)。在运送业中，将要点展开燃料补给基础设备，以支撑推行燃料电池电动轿车(FCEV)，并开端在乘用车和燃料补给站看到第二代产品。推进商场需求的增加，使之匹配运送业中既有的氢出产设备的产能和分销能级。其他运用的试点，例如燃气网络中运用混合气体，则为广泛运用氢能做预备。
现在，美国的氢需求总量约为1100万吨，道路上的FCEV只要7600辆。到2022年末，美国一切细分商场的氢需求总量将增加到1200万吨。全美的道路上行进FCEV约3万辆。此外，在有满意的商场需求的情况下，还将会有5万辆FCEV物料转移东西。
(二)2023年至2025年：规划化的前期阶段
到2025年，完成氢的大规划出产，在本钱下降的一起，运用氢能的地域规划也不断扩展，不再局限于起步较早的州。这需求清晰的监管原则来和谐商场参与者并招引出资。前期商场的方针鼓励办法开端从直接支撑过渡到可扩展的商场机制。
在此阶段，建造第一批大规划制氢设备。这些设备经过运用可再生动力进行水电解、可再生天然气或碳捕捉与贮存技能来完成氢的制取。跟着制氢规划的扩展，与氢有关的设备(尤其是轿车燃料电池出产和燃料站设备)同步扩展规划，然后下降本钱、提高功能。中型和重型燃料电池电动货车以及新式轻型FCEV品牌和类型将投放商场。服务于中型和重型车辆的第二代高通量加氢站，进步了初期商场用户对氢动力商用车的承受度和运用率。
关于修建物供暖，起步较早的州开端将少数的氢气混合到供暖管道中，然后推进氢的大规划出产。在运送方面，这些州将在现有车队和实验站的基础上扩展轻型乘用车加氢基础设备的掩盖面和容量。在其他州跟进的过程中，拟定加氢基础设备的推行方案。在需求密布的频频道路上，布置中长途货车所需的加氢设备。此外，氢燃料电池的用处从新建的数据中心和电信塔扩展到修建物的备用发电。此刻的氢能商场开端转为运用低碳氢作为工业原料。
到2025年，全美各种运用的氢总需求量将到达1300万吨，道路上行进合计15万辆轻、中、重型FCEV，一起还有12.5万辆FCEV物料转移东西。
(三)2026年至2030年：多元化
2026年至2030年阶段的展开特色在于多样化，在全美规划内扩展基础设备。各种制氢途径被广泛运用，电解氢出产的规划继续扩展，开端与电网和可再生动力出产树立亲近相关。树立第一条氢气传输管道，经过季节性并网和存储进一步下降本钱。
在运送范畴，跟着重型、高通量的加氢站基础设备联结成区域网络然后掩盖全美，中长途氢动力货车的运送规划将不断扩展。此刻，美国大多数州都已执行了氢经济道路图，树立布局广泛的加氢基础设备，激活整个FCEV商场。
在工业范畴，氨、甲醇和石化产品的出产已过渡到运用低碳氢的形式。经过大规划制氢，下降了一切部分的出产本钱。航空业和航运业对脱碳型燃料的需求不断增加，氢基组成燃料在这两个工业中的供给规划继续扩展。
到2030年末，全美各种运用的氢总需求量将打破1700万吨，售出的FCEV将到达120万辆，在物料转移中有30万辆FCEV转移东西。一起，全美有4300个加氢站投入运营。跟着制氢本钱的下降和基础设备的到位，各类制氢解决方案开端竞赛。氢经济招引出资，进一步用于氢能的开发和推行。到2030年，年度出资额估计到达80亿美元。
(四)2030年后：在美国广泛推行
2030年之后，氢能将在美国各区域、各职业大规划布置。在大多数的运用中，经过充沛的外部性定价，让氢能与化石燃料替代品完本钱钱平等，之后让此前的支撑性方针逐渐退出。
运用碳捕捉与贮存技能对根据化石燃料的制氢设备进行改进，让各种低本钱的低碳制氢方法展开揭露竞赛。跨职业扩展氢能的运用，在进一步下降本钱、改进功能的一起，激起职业间的协同效应。低碳制氢设备的全美广泛布局，氢气输送管道网络和大型加氢设备网络的成型，稳固了美国氢经济的主干基础设备网络。推出不同类型的FCEV来满意客户的多样化需求。然后让本来难以完成脱碳的工业部分明显削减温室气体排放，修建也广泛完成低碳化甚至脱碳，有更多的零排放轿车上路。
除了为本国商场制作和出产外，向欧洲和亚洲出口氢和技能，相同也为美国经济增添了生机。到2050年，美国氢能职业的总收入每年或许到达7500亿美元，包含了FCEV在内的一切设备的出售和6300万吨的氢需求量。
四、氢能经济的行进之路
完成此道路图，需求工业部分、出资者和方针拟定者的共同努力。要开释美国氢工业的潜力，需采纳以下九项举动：(1)设定牢靠的、技能中立的脱碳方针;(2)树立公共鼓励机制，以消弭初期商场发动中的妨碍;(3)支撑基础设备建造;(4)跨部分扩展氢能的运用，完成规划经济;(5)在政府收购中增加根据氢能的挑选;(6)支撑研讨、开发、演示和布置;(7)和谐技能规范和安全规范;(8)支撑外展和职工展开;(9)检查动力部分法规，以保证统筹氢能。
