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西雅圖——兩項研究正在進行中，探索從化石燃料向清潔的氫燃料轉(zhuǎn)變的潛力，作為中型和重型汽車的動力，由西雅圖城市光、太平洋西北國家實驗室(PNNL)和桑迪亞國家實驗室的一個團隊領導。這些努力得到了美國能源部(DOE)的兩項總計212萬美元的獎勵，以幫助實現(xiàn)西雅圖城市之光(Seattle City Light)和西雅圖港(Port of Seattle)設定的減排目標。研究團隊還包括西北海港聯(lián)盟(NWSA)和PACCAR/Kenworth的合作伙伴。
“氣候變化的影響在世界各地的生態(tài)系統(tǒng)和文化中都很明顯。西雅圖港口委員會主席、西北海港聯(lián)盟管理成員和聯(lián)合主席Fred feleman表示:“將清潔氫納入我們的能源組合的能力，將是使西雅圖港和西北海港實現(xiàn)我們到2040年實現(xiàn)無碳的承諾的關鍵?！薄拔覀兏兄xCity Light的合作伙伴、能源部以及PACCAR/Kenworth幫助我們一起重建得更好?！?/span>
由能源部能源效率和可再生能源辦公室下屬的氫和燃料電池技術辦公室支持的研究包括:
港口重型車輛加氫站優(yōu)化規(guī)模分析框架——一項研究，探索從化石燃料向清潔氫燃料轉(zhuǎn)變的潛力，為中型和重型車輛提供動力，包括叉車、拖車甚至起重機等重型設備。該團隊還在探索如果未來對氫的需求增加，這一概念的可擴展性，包括利用儲存的能量為游輪或貨船裝卸時提供動力的潛力。(135萬美元能源部獎，15萬美元城市光= 150萬美元的項目總額)
大規(guī)模氫儲存-風險評估西雅圖城市照明和西雅圖港口-一項研究，評估擴大清潔氫基礎設施規(guī)模以滿足多種海洋相關和公用事業(yè)用途的風險和收益。這種更大規(guī)模的氫氣可用于拖船、商業(yè)漁船和客輪的推進，并可容納大量為港口服務的拖運卡車和貨物裝卸設備。這項研究和未來的工作很可能會讓人們明白，如何使用清潔的氫作為大型船舶的燃料來源。(77萬美元能源部賠償，18.5萬美元城市之光，14.5萬美元西雅圖港，合計110萬美元)
與煤和石油不同，氫可以以簡單、可持續(xù)的循環(huán)方式儲存可再生能源。這種氫是通過使用清潔和可再生能源(如水電、太陽能和風能)，通過一種被稱為電解槽的設備將電流施加到水上產(chǎn)生的，產(chǎn)生純氫和純氧，沒有任何其他排放。生產(chǎn)出來的多功能氫可以被儲存、用作燃料或由燃料電池轉(zhuǎn)換回電力，有效地創(chuàng)建一個備份系統(tǒng)，為關鍵負載供電或支持電網(wǎng)。這種靈活性支持彈性，彈性是正在研究的設計的一個重要組成部分，以確保系統(tǒng)可以在導致電網(wǎng)中斷的極端事件中幫助支持港口運營。
清潔氫燃料有望在減少溫室氣體排放方面發(fā)揮重要作用，特別是在一些更難脫碳的海運和卡車運輸行業(yè)。氫生產(chǎn)和以氫為燃料的中型和重型汽車是一種可能的解決方案，以取代化石燃料的部分用途，其潛在的好處將隨著項目本身的發(fā)展而不斷增長。對于City Light總經(jīng)理兼首席執(zhí)行官黛布拉?史密斯(Debra Smith)來說，考慮在公司不斷擴大的能源組合中增加清潔氫燃料，是該公司努力使客戶能源選擇多樣化的又一個例子。
“隨著我們行業(yè)的發(fā)展，我們的客戶對可持續(xù)和對環(huán)境負責的能源的需求也在不斷發(fā)展。對于西雅圖城市之光來說，與那些希望通過業(yè)務脫碳來應對氣候危機的客戶合作比以往任何時候都更加重要，”史密斯說?！拔覀兒芨吲d能與這些機構合作，為我們港口和整個地區(qū)的客戶實現(xiàn)一個更清潔的未來?！?/span>
雖然氫燃料系統(tǒng)在太平洋西北部地區(qū)仍是一種新技術，但目前在北美西海岸的其他地區(qū)、加利福尼亞州和不列顛哥倫比亞省以及整個歐洲的港口和城市都在使用，亞洲也有重要的試點項目和承諾。該項目的部分目標是使氫燃料汽車像現(xiàn)在的道路上行駛的汽車一樣安全。為了使清潔的氫成為一種安全、經(jīng)濟、可行的化石燃料替代品，需要大量的研究、分析、規(guī)劃和投資，因為它需要一種與傳統(tǒng)汽油或柴油完全不同的燃料方式。今天在西雅圖進行的多機構工作旨在評估開發(fā)清潔氫燃料的可行性，這可能是遠離化石燃料的一大步。
來自太平洋國家實驗室和桑迪亞的團隊成員正在為這些探索項目的許多部分貢獻研究和規(guī)劃專業(yè)知識。
PNNL工程師兼項目經(jīng)理Philip Jensen表示:“我們正在評估該系統(tǒng)的最佳規(guī)模，根據(jù)西雅圖港當前和未來的潛在能源需求進行定制。”“優(yōu)化系統(tǒng)可以避免昂貴的電力傳輸升級，同時部署新的清潔能源汽車和設備，甚至可能在臨時斷電的情況下為重要的城市服務提供后備電力。PNNL很自豪能與西雅圖城市之光和西雅圖港合作，幫助他們加速向清潔能源的未來過渡?！?/span>
通過西北海港聯(lián)盟，西雅圖和塔科馬的港口正在規(guī)劃一個清潔能源的未來。一種可能的策略是生產(chǎn)零排放的綠色氫氣，并儲存在新的加油站為重型汽車提供燃料。一旦氫燃料基礎設施到位，規(guī)劃者設想用它來按需為停泊的船只提供岸上電力，取代柴油燃料的燃燒，或者為電動拖船和其他船只充電。氫甚至有潛力為港口的微型電網(wǎng)供電，在發(fā)生自然災害時提供關鍵的后備電力。
氫燃料可以在罐中儲存幾周到幾個月，能量損失很小，這在電池等短期儲能方法中是不可能實現(xiàn)的。這使得氫氣成為了一種很好的解決方案，用于脫碳一些不適合電池儲能的能量負載。儲存的氫可以為各種大小的車輛提供動力，從輕型卡車到港口的重型設備，如叉車、拖車甚至起重機。
該團隊還在探索如果未來對氫的需求增加，這一概念的可擴展性，包括利用儲存的能量為游輪或貨船裝卸時提供動力的潛力。此外，PNNL和Sandia的專家將貢獻專業(yè)知識，幫助評估所有需要考慮的因素，以確保未來的清潔氫使用能夠安全儲存和處理，同時符合最新的安全標準。
西雅圖港，與來自NWSA和City Light的合作伙伴，目前也在通過一項名為“西雅圖海濱清潔能源戰(zhàn)略”的努力，為整個西雅圖港的未來能源需求進行全面規(guī)劃。太平洋國家實驗室的研究結果將是這一更廣泛努力的重要投入。
該團隊計劃在兩年的時間框架內(nèi)產(chǎn)生最終的項目建議。城市之光、太平洋西北國家實驗室和桑迪亞國家實驗室將在達到重要里程碑時繼續(xù)提供更新。這些研究是City Light“公用事業(yè)下一步”項目的一部分，該項目包括17個潛在項目，旨在實現(xiàn)西雅圖清潔能源輸送系統(tǒng)的愿景。這些項目將改造城市之光的電網(wǎng)，滿足未來的需求，并在該地區(qū)的長期經(jīng)濟復蘇和清潔能源發(fā)展中履行公用事業(yè)的職責。
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