它有可能顯著減少由卡車、公共汽車、飛機(jī)和船舶排放的溫室氣體以及造成的空氣污染。溫室氣體吸收熱量，導(dǎo)致氣候變化。在美國，交通運(yùn)輸部門的排放量占排放總量的29%。

 

氫是一種能源載體和燃料，當(dāng)被注入燃料電池后，可以為轎車和卡車提供動(dòng)力而不會(huì)釋放有害氣體。

 

氫和燃料電池可以減少重型汽車的排放，重型汽車占美國道路上車輛的5%，占交通運(yùn)輸排放的20%以上，是美國移動(dòng)氮氧化物排放的最大來源。

 

電動(dòng)汽車和氫燃料電池

 

有些電動(dòng)汽車包含一個(gè)儲能電池，有些包含一個(gè)氫燃料電池和一個(gè)儲能電池。所有的電動(dòng)汽車都有電動(dòng)馬達(dá)。

 

在純電池電動(dòng)汽車中，電力直接給電池充電。在氫燃料電池驅(qū)動(dòng)的汽車中，氫作為燃料儲存在油箱（氫罐）中。氫氣儲存能量，流入燃料電池，與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生電能，為電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。

 

氫燃料的優(yōu)勢

 

氫燃料電池汽車上的管道只產(chǎn)生熱量和干凈的水，沒有污染。

 

傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)使車輛變得笨重且效率較低。氫動(dòng)力汽車沒有使用內(nèi)燃機(jī)，而是使用氫燃料電池，可以更有效地將能量轉(zhuǎn)化為電能。燃料電池將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，比內(nèi)燃機(jī)的效率高兩到三倍。

 

燃料電池使車輛更加高效和安靜，因?yàn)橐苿?dòng)部件的振動(dòng)更少。氫燃料可以讓車輛用更少的燃料行駛更長的距離，所以它是重型牽引車拖車和公共交通巴士的理想燃料，它們一次可以行駛數(shù)百英里。

 

零排放車輛，如氫燃料電池驅(qū)動(dòng)的公共汽車和拖曳卡車，可以在不造成空氣污染的情況下停泊。司機(jī)可以讓他們的車輛在停泊時(shí)繼續(xù)開著，以提供制冷或供暖的舒適性。

 

氫氣以每公斤為單位出售。一公斤氫氣的能量等于一加侖汽油（大約2.65公斤）。氫可以在幾分鐘內(nèi)裝滿汽車的油箱（氫罐），就像使用汽油一樣方便。美國大約有50座加油站提供氫燃料，以支持12,000多輛氫燃料電池汽車和近70輛公共汽車上路。

 

目前，氫燃料的成本在每公斤13美元左右，但隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的下降，氫燃料將變得更容易獲得和負(fù)擔(dān)得起。

 

 

美國氫氣產(chǎn)業(yè)鏈圖和“H2@Scale”計(jì)劃

 

氫燃料電池驅(qū)動(dòng)的汽車能夠行駛更長的距離，消耗更少的能源。一公斤氫氣的能量與一加侖汽油相當(dāng)，但是一輛使用1公斤氫氣的燃料電池電動(dòng)汽車可以行駛約60英里（96.56公里），而傳統(tǒng)汽車使用一加侖汽油只能行駛約25英里（40.23公里）。

 

隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，美國能源部（DOE）正在努力將燃料效率提高到每公斤氫行駛100英里（160.93公里）。美國能源部的“Hydrogen Shot”計(jì)劃旨在十年內(nèi)將清潔氫的成本降低到1美元/公斤，使氫易于獲得并且更經(jīng)濟(jì)。

 

2010年至今美國氫能政策動(dòng)態(tài)

 

2012年，時(shí)任美國總統(tǒng)奧巴馬向國會(huì)提交了總額達(dá)3.8萬億美元的2013財(cái)年政府預(yù)算案，其中政府將向能源部撥款63億美元，用于氫能、燃料電池、車用替代燃料等清潔能源的研究和開發(fā)，并對美國境內(nèi)運(yùn)行的氫能基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)行30%-50%的稅收抵免；

 

2014年，奧巴馬政府發(fā)布《全面能源戰(zhàn)略》，明確氫能在交通運(yùn)輸轉(zhuǎn)型中的引領(lǐng)作用；

 

2019年3月，美國能源部宣布資助3100萬美元用于推進(jìn)“H2@Scale”概念計(jì)劃的研究項(xiàng)目，旨在通過氫氣生產(chǎn)（利用可再生能源、化石能源和核能等多種國內(nèi)資源）、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（氫氣儲存和輸運(yùn)）以及燃料電池（固定式和移動(dòng)式應(yīng)用）技術(shù)的早期應(yīng)用研發(fā)來推進(jìn)氫能和燃料電池技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、安全可靠的大規(guī)模氫氣生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲和利用；

 

2019年8月，美國能源部宣布在“H2@Scale”計(jì)劃框架下資助4000萬美元?dú)淠芗夹g(shù)研發(fā)，旨在通過技術(shù)的早期應(yīng)用研發(fā)來推進(jìn)氫能和燃料電池技術(shù)突破，涉及氫氣生產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（氫氣儲存和輸運(yùn)）以及燃料電池，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、安全可靠的大規(guī)模氫氣生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲和利用；

 

2019年11月，美國燃料電池和氫能協(xié)會(huì)（FCHEA）在2019燃料電池國際研討會(huì)暨能源展上發(fā)布了《美國氫能經(jīng)濟(jì)路線圖》，希望不斷發(fā)展氫能相關(guān)產(chǎn)業(yè)活動(dòng)，從而鞏固美國在全球能源領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位；

 

2020年6月，美國能源部宣布未來5年將在“H2@Scale”計(jì)劃框架下投入1億美元，支持兩個(gè)由能源部國家實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)建立的實(shí)驗(yàn)室聯(lián)盟，以更好地整合國家實(shí)驗(yàn)室、高校和產(chǎn)業(yè)界研究力量，充分利用國家實(shí)驗(yàn)室世界級的科研設(shè)施與專業(yè)知識聯(lián)合攻關(guān)，以推進(jìn)氫能和燃料電池關(guān)鍵核心技術(shù)突破，進(jìn)一步降低成本，加速其在電力、交通運(yùn)輸行業(yè)中的部署進(jìn)程；

 

2020年7月，美國能源部宣布在“煤炭優(yōu)先”計(jì)劃下投入1.18億美元，支持開發(fā)先進(jìn)的小型、靈活碳中性燃煤電廠，以及基于該類電廠的無碳制氫技術(shù)；

 

2020年7月，美國能源部宣布2020財(cái)年將在“H2@Scale”計(jì)劃框架下資助6400萬美元推進(jìn)氫能技術(shù)研發(fā)示范，旨在推進(jìn)氫能和燃料電池技術(shù)突破和應(yīng)用，項(xiàng)目主要涉及儲氫、燃料電池、電解槽，以及促進(jìn)港口、數(shù)據(jù)中心、煉鋼廠等工業(yè)領(lǐng)域開展氫能利用示范，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、安全可靠的大規(guī)模氫氣生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲和利用；

 

2020年10月，美國能源部發(fā)布《氫能計(jì)劃發(fā)展規(guī)劃》，提出未來十年及更長時(shí)期氫能研究、開發(fā)和示范的總體戰(zhàn)略框架，明確了氫能發(fā)展的核心技術(shù)領(lǐng)域、需求和挑戰(zhàn)以及研發(fā)重點(diǎn)，并提出了氫能計(jì)劃的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)；

 

2021年1月，美國能源部宣布投入1.6億美元，改造美國化石燃料和發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施以生產(chǎn)脫碳能源和產(chǎn)品，開發(fā)基于化石燃料的氫生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲存和應(yīng)用相關(guān)技術(shù)以推進(jìn)實(shí)現(xiàn)凈零排放；

 

2021年6月，美國能源部啟動(dòng)“氫能攻關(guān)”（Hydrogen Shot）計(jì)劃，目標(biāo)是在未來十年使可再生能源、核能和熱能轉(zhuǎn)化制造氫能的價(jià)格降低至1美元/千克，清潔氫能的產(chǎn)量提高5倍，并進(jìn)一步減少碳排放。

 

2021年7月，美國能源部宣布投入5250萬美元資助31個(gè)氫能項(xiàng)目，旨在推進(jìn)下一代清潔氫能技術(shù)，并支持近期宣布的“氫能攻關(guān)”計(jì)劃，降低氫能成本并加速其技術(shù)突破；

 

2021年10月，美國能源部宣布了有近800萬美元的資金會(huì)用于九個(gè)合作項(xiàng)目，這些項(xiàng)目將補(bǔ)充現(xiàn)有“H2@Scale”計(jì)劃的工作，并支持能源部實(shí)現(xiàn)“氫能攻關(guān)”的目標(biāo)，即在十年內(nèi)將清潔氫的成本降低80%；

 

2021年10月，美國能源部宣布將提供2000萬美元的資金用于研究利用核能生產(chǎn)清潔氫能源的技術(shù)。這種創(chuàng)新的制氫方法將使清潔氫能夠作為零碳電力的一種來源，并成為核電站除電力以外的一種重要的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品；

 

2022年2月，拜登政府將氫能建設(shè)納入基礎(chǔ)設(shè)施投資和就業(yè)法案，美國能源部制定95億美元清潔氫投資計(jì)劃。