“黄金”氢：下一个清洁燃料？

　　虽然这项技术仍处于早期阶段，但专家们表示，它可能很重要，因为它可能提供大量廉价和清洁的燃料，帮助实现乔·拜登总统的气候目标。

　　“潜力巨大，”美国地质勘探局的地质学家杰弗里·埃利斯(Geoffrey Ellis)说。

　　金氢设想通过井提取燃料，类似于从地球上提取天然气和石油的方式。氢气在地下形成的方式有很多种，比如当富含铁的岩石与水相互作用时。然后氢气可以流入地下储层，在那里它可以被提取出来。

　　根据埃利斯的说法，世界上“最可能”的金氢储量是500万吨。他说，如果只有2%的氢可以被提取出来，那么钻探就可以产生200年内达到净零排放所需的氢。

　　埃利斯说，尽管世界上大部分的金氢都离得太远，无法开采，或者储量太少，无法产生商业利益，但还是有一些地方可以开采。

　　他的“首创”地质模型旨在帮助寻找美国可开采氢气储量的地点。

　　该模型精确地指出了具有金氢成分的区域，如丰富的富铁岩石和多孔砂岩，可以作为储层。到目前为止，大平原和中西部上部被称为中大陆裂谷的部分地区已被确定为金氢提取的潜在黄金地点。

　　然而，该模型不能告诉公司确切的钻探地点，因为它绘制了50公里的区域。

　　他说:“在(50公里的)分辨率下，这并不能真正告诉你应该在哪里定位钻井地点。”

　　无论如何，初创公司正在推进氢钻井的努力。

　　HyTerra还与总部位于丹佛的天然氢能源公司(Natural Hydrogen Energy)在内布拉斯加州的“日内瓦项目”(Project Geneva)进行了合作，两家公司表示，这是世界上第一个专门开采金氢的天然井。去年12月，HyTerra宣布完成了对堪萨斯州地下氢和氦资源量的评估。该公司可能会在今年开始钻探。

　　另一家总部位于丹佛的公司Koloma正在美国探索可以钻探氢气的地方。这家由突破能源(Breakthrough Energy)支持的公司在7月份宣布，已融资9100万美元。

　　Koloma的首席商务官保罗·哈拉卡(Paul Harraka)在给E&E新闻的一份声明中说:“(黄金)氢可以100%在美国国内生产，利用美国的人才、技术和设备，使其成为国内能源独立的关键支柱。”

　　科洛马公司还没有透露开采金氢的具体地点，也没有详细说明商业化计划。

　　迄今为止，马里的bourakbougou村拥有世界上唯一一口从地下提取氢气并将其用作燃料的井。

　　据地球科学家、AEGeo自由能源顾问Arnout Everts称，这口井的产量约为3桶石油当量，约为小型风力涡轮机产量的十分之一。这些能源足以为这个小村庄供电，但不足以实现商业化。

　　埃弗茨在给E&E新闻的一封电子邮件中写道，由于低压，“不可能”增加马里井中积累的氢气量。

　　他写道:“将产量扩大到与天然气开发类似的水平的唯一方法是钻数百甚至数千口井。”

　　金氢的成本

　　尽管存在挑战，但许多金氢公司表示，他们最终可以以较低的成本钻探燃料。

　　例如，Koloma在其网站上表示，金氢可能是一种“低成本、低碳”的解决方案。这家初创公司估计，每生产一公斤氢，金氢生产可能会排放0.1公斤二氧化碳当量，比目前依赖化石燃料的氢生产要少。该公司没有回应有关金氢潜在成本的问题。

　　总部位于德克萨斯州的Cemvita等其他初创公司表示，黄金氢的成本可能低于每公斤1美元，低于化石燃料或电力制氢的成本。一组科学家在2018年发表在《国际氢能杂志》(International Journal of Hydrogen Energy)上的一篇关于马里氢井的论文中得出结论，金氢可能比传统的制氢方法便宜“2到10倍”。

　　美国能源部估计，用可再生能源发电生产的“绿色”氢的成本约为每公斤5美元，而用化石燃料和碳捕获生产的“蓝色”氢的成本约为每公斤1.60美元至1.64美元。

　　如果对黄金品种的成本预测是准确的，“我们可能会谈论一些非常经济的氢，”彭博社(BloombergNEF)氢研究主管马丁·腾格勒(Martin Tengler)说。这家清洁能源研究公司尚未评估金氢的潜在成本。

　　低成本的金氢也可能与拜登政府有关，拜登政府的目标是到2031年将清洁氢的成本降低到每公斤1美元。

　　美国能源部将有关金氢成本的问题转给了能源高级研究计划局(Advanced Research Projects Agency-Energy)，后者向E&E News指出了一项资助机会公告。

　　该公告称，ARPA-E对黄金氢的支持“将以最低的成本生产氢气”，每公斤氢气不到1美元。

　　美国地质调查局的埃利斯说，目前对黄金氢的成本估计“相当乐观”，并补充说，现在确定购买价格还为时过早。

　　税收抵免

　　成本估算并未考虑《通货膨胀减少法案》(Inflation Reduction Act, 45V)中针对低排放氢生产的新联邦税收抵免的影响。如果金氢像初创公司声称的那样产生低排放，理论上它就有资格获得奖励。

　　去年12月，美国财政部(Treasury Department)为希望利用这一信贷的公司发布了指导草案。45V指南目前正处于征求意见期，预计将于今年完成。

　　这些规定概述了金氢钻探公司利用激励措施的两种方式。

　　美国能源部下属的阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)可能会在45VH2-GREET模型中加入氢气钻探技术，而美国联邦政府正在使用45VH2-GREET模型计算特定氢项目的排放量。该模型考虑了诸如用于制氢的燃料类型以及使用电网发电制氢所产生的排放等数据。

　　目前的模型考虑了8种制氢方法，但氢气钻探不在其中。

　　Ellis表示，美国能源部最近向Argonne提供了资金，用于更新45VH2-GREET氢气钻井模型。该实验室的一位发言人拒绝就更新其模型的资助发表评论。

　　或者，氢气钻探商可以向财政部长申请一个特殊的临时排放率，以获得税收抵免。在目前的45V税收指导下，使用45VH2-GREET模型中未包含的方法生产氢气的公司，如果提交了这样的请愿书，并为其项目获得低排放计算，就可以获得抵免。

　　气候问题

　　美国环境保护基金会(Environmental Defense Fund)美国气候主管摩根·罗特(Morgan Rote)表示，氢气钻探存在一些潜在的环境问题，包括可能会在提取氢气的同时提取导致地球变暖的甲烷。

　　罗特说:“现在发布(黄金)氢途径的临时排放率还为时过早。”

　　彭博新能源财经(BloombergNEF)的滕格勒(Tengler)表示，考虑到在某些情况下，天然气也可能在提取过程中被提取出来，金氢的“纯度存在问题”。

　　“它是20%的氢和80%的天然气还是别的什么?”腾格勒问。

　　斯坦福大学能源科学与工程教授亚当·勃兰特在《焦耳》杂志上发表的一项同行评议研究称，这是对金氢排放的“首次评估”，发现开采这种燃料每生产一公斤氢，可能会产生0.37公斤二氧化碳当量的排放。在这种情况下，85%的天然气是氢气，1.5%是甲烷。

　　根据这项研究，在75%的钻探天然气是氢气，22.5%是甲烷的情况下，金氢的排放量将增加到每公斤氢气1.5公斤二氧化碳当量。

　　美国能源部表示，目前最常见的制氢方法——使用天然气而不捕获排放——会释放大量的排放物，每千克氢气相当于10千克二氧化碳。

　　尽管勃兰特估计，金制氢比不进行碳捕获的制氢要清洁得多，但它们会导致截然不同的税收抵免。

　　根据《通货膨胀减少法》，如果每生产一公斤氢气排放0.37公斤二氧化碳当量，黄金氢公司可以获得每公斤45V最高3美元的税收补贴。但是，如果排放量增加到1.5公斤，每公斤75美分的奖励就会减少。

　　焦耳的研究还表示，气体处理和压缩设备的能源来源是氢钻井排放的关键因素。

　　罗特说，在一些地方进行氢气钻探也可能引起人们对空气质量的担忧，并受到当地社区的反对。

　　AEGeo的埃弗茨说，一些氢气钻探项目可能涉及水力压裂，有人说这一过程可能造成空气污染和水污染。

　　其他环保人士指出，在钻探过程中泄漏的任何氢气都可能进一步使地球变暖，因为氢气是一种间接的温室气体。例如，氢气可以延长大气中甲烷的寿命。

　　尽管如此，Koloma和其他公司坚持认为氢气钻探是环保的。

　　Koloma首席商务官Harraka表示:“(黄金)氢代表了一个非凡的机会，以一种不仅低碳，而且低土地足迹、低水足迹和低能耗的方式生产清洁氢。”