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為什麼選擇氫氣？
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，是氫生產路徑、管線運輸、儲存以及最後在羅迪能源中心發電廠燃燒的營運證明基地。
H2∞ 將使用乾淨氫氣，並以現場再生能源供電，並輔以當地電網，包括大量再生能源。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，尤其是重型車輛、船舶和鐵路。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。
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，現有天然氣基礎設施中氫混合的所有方面都涵蓋在內，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 2027 年年底前讓氫氣專案運作，並在未來幾年內實現未來階段。
H2∞ 將在獨立的多進、多向和封閉式天然氣傳輸管道系統（測試迴路）中研究不同濃度的氫和天然氣混合。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，並無限期擴展為活動資產。
未來範圍
專案的未來階段可能包括：
- 完整規模的離線測試設施，可進行完整規模的設備相容性測試、洩漏測試，以及完整規模的材料和完整性測試。該設施可以填補氣體產業在擴大實驗室研究方面所發現的差距。
- 實驗室，包括測試實驗室和研討會。它將使實驗室規模測試能夠支援完整規模和即時測試計劃之前的研究和測試計劃。其亦可支援在進行完整測試之前、期間及之後對設備及樣品進行調查及檢查。
- 教育和訓練設施，包括專門的教室和額外的訓練領域，用於公共事業團隊的知識傳播和安全/營運訓練。
- 去混合區域測試去混合技術，以分離氫天然氣體混合，並展示供應商技術和敏感客戶設備的可實現純度。這將把純氫供應送入氫燃料站（帶現場壓縮儲存），該站可以容納重型、輕型和巴士車隊車輛。
- 提供氫天然氣混合物至 Lodi Energy Center 發電廠供燃燒以產生電力的互連管線。
- 在受控的天然氣和氫混合環境中評估新的和現有的管線資產。
- 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未來創新和進步。
- 透過展示在天然氣系統中以低碳氫氣取代化石天然氣的能力，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
加州氫轉運中心是 PG&E 氫與 Infinity 專案的補充計畫。
如 2023 年 10 月 13 日所宣布，美國能源部 （DOE） 授予加州高達 12 億美元，用於建立和擴展專注於清潔能源和創造綠色工作的專案。目標是在 2045 年之前實現淨零碳經濟。
加州是美國能源部區域清潔氫中心 （H2Hubs） 的七位獲獎者之一。H2Hubs 由清潔的氫生產商、消費者和連接基礎設施組成全國網絡。它們支援生產、儲存、交付和最終使用乾淨的氫氣。他們一起應：
- 每年生產 300 萬公噸氫氣
- 達到 2030 年美國氫氣生產目標的近三分之一
- 低碳化工業部門的排放量，佔美國總碳排放量的 30%
- 每年減少最終用途的 2，500 萬公噸二氧化碳 （CO2） 排放量 — 大約相當於 550 萬輛天然氣汽車的年排放量
- 創造並保留全國數萬個有薪工作
- 支持更健康的社區
研發
自 2018 年以來，PG&E 一直積極參與有關氫生產、天然氣系統中的氫混合和氫利用的研發。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。
- 生產
氫氣生產研發工作的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。 - 混合
天然氣系統中氫混合的優先要務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。 - 利用率
氫利用的優先要務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，請參閱研發策略報告 （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，則過程完全無碳。
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。
乾淨的氫氣是製造的氫氣，它對大氣幾乎沒有或幾乎沒有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等方式來完成。
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。