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為何選擇氫氣?
我們相信氫氣將在加州脫碳的未來中發揮關鍵作用。除了將氣體系統去碳化之外,使用氫氣等零碳燃料也有助於減少難以釋放區域的碳足跡。
氫與 PG&E 有關,作為燃料、作為可再生天然氣 (RNG) 的原料,或作為與天然氣混合時的無碳能源載體。我們將利用我們的整合式天然氣和電力業務,探索氫氣的應用,例如燃料電池電動車 (FCEV)、電微電網的燃料,以及現有發電廠和電器的燃燒。氫氣是 PG&E 在 2040 年致力於淨零碳能源系統的方法之一,比加州碳中和目標還早五年。
氫對 Infinity 專案
PG&E 和我們的合作者已推出全國最全面的端到端氫氣傳輸設施,稱為氫氣至 Infinity 或 H2∞。它將在隔離的傳輸管線和儲存系統中混合氫氣和天然氣。這座佔地 130 英畝的設施將建造於加州羅迪,是證明氫氣生產路徑、管線運輸、儲存,最終在羅迪能源中心發電廠燃燒的營運據點。該設施將包括實驗室、員工訓練中心和公共資訊空間。
H2∞ 將使用乾淨氫氣,並以現場再生能源為動力,並搭配當地電網,包括顯著的再生能源。氫氣生產的水源是 Lodi 的 White Slough Water Treatment 設施。它可以為當地的供水提供零影響的回收水。
綠色氫氣有幾種潛在應用,包括運輸市場的燃料,特別是在重型車輛、船舶和鐵路方面。氫氣也非常適合作為季節性儲能使用,氫天然混合氣體正被考慮用於現有燃氣設備中。
H2∞ 專案也將展示氣體分離技術。當氫氣注入天然氣系統時,一旦下游,即可與天然氣分離,以提供高純度氫氣,用於燃料電池電動車或無碳排放燃料電池電力生產。事實上,燃料電池的唯一副產品是純水!
PG&E 支援其他加州管線營運商的示範,這些管線營運商著重於配送壓力專案和最終用途。與我們的專案一起,將氫融合到現有天然氣基礎設施的所有方面都包含在內,以為全州的氫注射標準做準備。
氫至 Infinity 概覽

我們的目標是在 2024 年年底前讓氫氣專案運作,接下來幾年再進行兩個階段。三個階段也可以並聯建構。
H2∞ 將在獨立的多進多向天然氣管線系統中研究不同濃度的氫氣和天然氣混合物。這將包括測試不同的復古氣管,並告知我們在 2030 年之前可以與現有系統混合的安全氫氣濃度。該設施預計營運至少 10 年,並無限期擴展為營運資產。
三個階段
第 1 期:到 2024 年年底

第 2 期

第 3 期

- 在受控制的天然氣和氫混合環境中評估新的和現有的管線和儲存資產。
- 測試大多數傳輸資產,創造持久的研究和創新空間。
- 透過氫混合系統的實際操作經驗,培養操作、維護和安全方面的專業知識和培訓人員。
- 促進氣體管線和能源供應系統的創新和進步。
- 透過展示將化石天然氣取代為天然氣系統中低碳氫的能力,從而實現氣候目標,從而對氣候變遷產生正面影響。
- 教育並告知社區領導人、客戶和大眾使用氫做為無碳燃料,以及其在幫助能源系統去碳化方面所扮演的角色。
氫對 Infinity 專案

PG&E 和我們的合作者已推出全國最全面的端到端氫氣傳輸設施,稱為氫氣至 Infinity 或 H2∞。它將在隔離的傳輸管線和儲存系統中混合氫氣和天然氣。這座佔地 130 英畝的設施將建造於加州羅迪,是證明氫氣生產路徑、管線運輸、儲存,最終在羅迪能源中心發電廠燃燒的營運據點。該設施將包括實驗室、員工訓練中心和公共資訊空間。
H2∞ 將使用乾淨氫氣,並以現場再生能源為動力,並搭配當地電網,包括顯著的再生能源。氫氣生產的水源是 Lodi 的 White Slough Water Treatment 設施。它可以為當地的供水提供零影響的回收水。
綠色氫氣有幾種潛在應用,包括運輸市場的燃料,特別是在重型車輛、船舶和鐵路方面。氫氣也非常適合作為季節性儲能使用,氫天然混合氣體正被考慮用於現有燃氣設備中。
H2∞ 專案也將展示氣體分離技術。當氫氣注入天然氣系統時,一旦下游,即可與天然氣分離,以提供高純度氫氣,用於燃料電池電動車或無碳排放燃料電池電力生產。事實上,燃料電池的唯一副產品是純水!
PG&E 支援其他加州管線營運商的示範,這些管線營運商著重於配送壓力專案和最終用途。與我們的專案一起,將氫融合到現有天然氣基礎設施的所有方面都包含在內,以為全州的氫注射標準做準備。
氫至 Infinity 概覽

我們的目標是在 2024 年年底前讓氫氣專案運作,接下來幾年再進行兩個階段。三個階段也可以並聯建構。
H2∞ 將在獨立的多進多向天然氣管線系統中研究不同濃度的氫氣和天然氣混合物。這將包括測試不同的復古氣管,並告知我們在 2030 年之前可以與現有系統混合的安全氫氣濃度。該設施預計營運至少 10 年,並無限期擴展為營運資產。
三個階段
第 1 期:到 2024 年年底

第 2 期

第 3 期

- 在受控制的天然氣和氫混合環境中評估新的和現有的管線和儲存資產。
- 測試大多數傳輸資產,創造持久的研究和創新空間。
- 透過氫混合系統的實際操作經驗,培養操作、維護和安全方面的專業知識和培訓人員。
- 促進氣體管線和能源供應系統的創新和進步。
- 透過展示將化石天然氣取代為天然氣系統中低碳氫的能力,從而實現氣候目標,從而對氣候變遷產生正面影響。
- 教育並告知社區領導人、客戶和大眾使用氫做為無碳燃料,以及其在幫助能源系統去碳化方面所扮演的角色。
額外的氫氣工作
加州氫轉運中心
PG&E 正與其他利益相關者合作,透過美國能源部 (DOE) 可能授予資金的再生能源能源聯盟 (ARCHES) 開發加州氫能中心。DOE 已提供 80 億美元,用於資助全國六到十個區域乾淨的氫轉運中心 (H2Hubs)。這些樞紐將使氫成為美國未來清潔能源經濟的關鍵組成部分。概念文件的提交截止日期為 2022 年 11 月 7 日,完整申請截止日期為 2023 年 4 月 7 日。
研發
自 2018 年以來,PG&E 一直積極參與氫生產、天然氣系統中的氫混合和氫利用方面的研發。制定氫氣路線圖並指導關鍵研發活動,以推動公司實現碳中和和和可再生氣體系統。
- 氫氣生產研發工作的生產
優先要務包括以碳捕獲、甲烷熱解進行蒸汽甲烷重組,並使用生物質作為起始原料。 - 在
天然氣系統中混合氫的優先順序包括瞭解對完整性管理、網路容量、地下儲存、終端使用設備的影響,以及洩漏緩解和管理。 - 氫利用的
優先順序包括修改現有的天然氣客戶設備,以混合天然氣和氫運行,並開發零氮氧化物排放氫燃燒過程。
如需更多資訊,請參閱研發藍圖 (PDF)。
常見問題
氫是宇宙中最豐富的元素,定期表上的原子編號為 1,是最簡單、最輕的元素。氫氣具有兩個原子 (H2),無色、無味、無毒且高度易燃。
地球上沒有大量純水存在。它總是與其他元素結合,如碳和氧。範例包括甲烷 (CH4) 和水 (H2O)。若要分離純氫,必須與其他元素分離。這透過兩種主要方法完成:電解和熱轉換。
電解是水與氫和氧的分離,需要電力。如果電源是可再生電力,則過程完全不含碳。
最常見的熱轉化方法是一種稱為蒸汽甲烷重組 (SMR) 的過程。SMR 是甲烷和水產生氫和一氧化碳的反應。其他熱轉化氫生產方法包括甲烷熱解及生物質氣體化。大氣中的碳排放量都可能低於 SMR。
乾淨的氫氣是氫氣,製造的方式幾乎不會或不會對大氣產生CO2排放。這可以透過再生能源的電解、再生天然氣的熱轉換、帶碳捕捉的 SMR 或帶碳捕捉的生物質氣體化來完成。
PG&E 系統具有隨時間安裝的不同類型管線、調節器和閥門。測試老式設備可確保我們瞭解這些資產如何以氫氣和天然氣混合的方式長時間運作。
AHydrogen Blending Impacts 研究 (PDF) 由加州大學河濱分校於 2022 年 7 月完成。您可以在加州公共事業委員會網站上參考本研究。