美国能源部提出加速氢能、储能和先进核能商业化的路径
3月21日,美国能源部(DOE)发布“商业扩张之路”系列报告[1],旨在引导私人投资、促进公私合作,以加速关键清洁能源技术的商业化和部署。此次发布的首批3份报告关注氢能、长时储能和先进核能技术,报告指出到2030年,3个领域的累计投资必须增至约3000亿美元,并持续加速至2050年,才能确保实现脱碳目标。
1、清洁氢能。得益于多种政策措施支持,美国清洁氢技术将在未来3~5年内具有成本竞争力。到2030年,美国国内清洁氢产能可能从不足100万吨/年增至约1000万吨/年。实现清洁氢的全部潜力需要解决基础设施建设、需求不确定性、劳动力发展和大规模应用的其他挑战。
商业化扩张路线包括:①近期扩张(2023~2026年),在税收抵免激励下,清洁氢取代当前的碳密集型氢,主要用于工业/化学品领域,包括制氨和炼油,主要发生在产业集群;②产业规模化(2027~2034年),在规模经济和研发的推动下,制氢成本将继续下降,私人投资的氢基础设施项目将上线,推动清洁氢在交通、发电、储能等领域的应用;③长期增长(2035年以后),税收抵免到期后,由于清洁电力和设备成本下降、可靠的规模化储氢和氢能分配基础设施的高利用率使得氢能成本下降,清洁氢市场能够保持自我发展。
2、长时储能。长时储能技术在提高电网弹性、促进可再生能源电力消纳以及加强能源安全方面具有巨大潜力,到2060年美国电网可能需要225~460吉瓦的长时储能容量,意味着3300亿美元的累计资本投入。必须继续推进技术,降低成本,增加公私投资,以加快商业化进程,并确保该技术能够成为未来任何能源解决方案的关键组成部分。
商业化扩张路线包括:①大幅改进技术成本和运行参数,到2028~2030年,长时储能成本需比当前最先进技术下降45%~55%,到2030年往返效率需要提高7%~15%,才能与锂离子电池储能和氢能竞争;②通过补偿、估价、拨款、碳支付等政策和监管机制,确保市场对储能全部价值的认可,到2030年需通过公用事业委员会补偿约50~75美元/千瓦以激励私人投资;③扩张供应链,实现到2030年3吉瓦/年、2035年10~15吉瓦/年的制造和部署能力,支持成熟技术的规模化部署。规划劳动力培训和制造设施的减税或贷款将是未来5年的优先事项。
3、先进核能。在先进核能技术推动下,美国核电装机有可能从2023年的约100吉瓦增长至2050年的约300吉瓦,需要加速部署并建立及时有效的交付模式。
[1] DOE Releases New Reports on Pathways to Commercial Liftoff to Accelerate Clean Energy Technologies. https://www.energy.gov/articles/doe-releases-new-reports-pathways-commercial-liftoff-accelerate-clean-energy-technologies