氢枢纽难题:如何为生态系统提供资金.docx
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1、信息技术与创新基础(itif)信息技术(I)创新基础清洁能源创新中心氢枢难题:如何资助生态系统2022年9月最近的联邦立法提供了 80亿美元,用于开发至少四个氢枢纽,但没有什么指导。能源部应将其资金集中用 于氢生产和基础设施的资本成本,同时通常避免对最终用户的运营费用和支持。重要发现能源部必须为每个中心核心的氢生产厂提供资金,费用约为$250niillion,每个为$5亿,私营部门 占成本份额的50% o 相关基础设施(如氢输送系统)的资本支出也应得到指定经营实体的支持,使用相同的50%成本份 额。 随着核心工厂的加强,能源部可能需要支持其运营费用,以加快可持续终端使用市场的增长。但 是,应该
2、小心,不要将这些补贴延长到超过工厂规模运行时。 指定经营实体还应避免对基础设施运营提供补贴,不应对最终用户提供补贴,除非暂时为特定市场 提供种子。持续的补贴不符合中心展示可持续市场的使命。 指定经营实体的资金不应通过每个枢纽的组织实体流向具体的枢纽项目。相反,组织者应该把所有相关的项目都包括在他们的提案中,但指定经营实体应该直接资助项目,制定条款并监督它们。最后,能源部应探索其他方法帮助消除风险中心和相关的示范项目。例如,能源价格的波动是一个关键的风险。能源部应探讨如何确保或对冲这种和其他风险。itif. org目录重要发现1导言2什么是氢枢?3DOE的战略挑战:为单一项目或Multiproj
3、ect生态系统提供资金?4核心植物焦点4分布式筹资模型4应该为哪些基金提供资金? 5核心植物资本支出5设施业务6基础设施6最终用户补贴7消除风险7谁资助什么?8如何为生态系统提供资金9下一步:选择过程10尾注11导言2021年11月,国会通过了基础设施投资和就业法(HJA,又称两党基础设施法)中关于低碳能源系统 的大量联邦直接投资。特别值得一提的是,HJA包括了超过200亿美元的资金,以支持试点和示范项目, 这是填补美国清洁能源创新生态系统最大缺口的重要一步。法律还在能源部设立了一个新的办公室,即清洁 能源示范办公室,以监督这些项目,从而弥补其管理结构中的重大差距这个组合中最大的项目是区域氢枢
4、项目(称为H2Hubs),五年内资金达80亿美元。这一数额远远超过以往 在该领域的投资。能源部打算建立至少四个,可能八个甚至更多的这些中心。鉴于氢作为能源载体的多样 性,具有促进电力、交通、能源储存、工业热能和其他用途的潜力,H2Hubs代表着加快创新的大胆举措, 它将成为该国能源组合的核心组成部分。本简报检视了能源部在寻求执行该计划时面临的总体战略挑战:确定一个中心是什么,以及需要联邦支持的 哪些要素。未来的简报会将探讨方案的其他方面。什么是氢枢纽?到底什么是氢枢纽? IIJA第813 (a)节将“区域清洁氢枢纽”定义为“清洁氢生产商、潜在清洁氢消费者和 位于近处的连接基础设施的网络”。2显
5、然,国会认为“枢纽”远不止是一个主要的氢生产设施:它明确包 括下游用户以及将他们连接到设施的基础设施。(该法律的新“直接空中捕获枢纽”计划也包含了类似的想 法然而,美国能源部在7月发布的意向通知书(NOD概述了该机构的实施计划,它非常强烈地表明,能源部将 把资金集中在氢生产设施(我们称之为“核心工厂”)上,而不是围绕氢生产设施的更广泛的生态系统上。 特别是,意向通知(N0I)规定了氢生产规模的具体目标(每天至少50公吨),并与雄心勃勃的机构范围 的“氢弹”倡议中的关键指标保持一致:生产成本低于每公斤2美元,随着时间推移降至1美元;这些指 标与核心工厂直接相关,难以应用于更广泛的生态系统。意向通
6、知(N0I)因此对指定经营实体提出了战略挑战。一方面,它似乎正在寻求问责和简单,将其资金集 中于核心工厂。另一方面,它有义务履行国会的任务,帮助建立一个氢驱动的生态系统,这将取决于最终用 户的繁荣生态,以及把它们与核心工厂连接起来的有效基础设施。本报告认为,指定经营实体应通过履行意向通知(N0I)来解决这一挑战,意向通知是向位于枢纽中心的核 心工厂提供资金的首要手段,因为这种工厂为区域氢生态系统提供长期利益的最直接手段。但能源部应该逐 案改进关键的基础设施,消除采用氢的重要障碍。核心工厂将不可避免地占用大量可用资金,但必须确保其 他关键项目得到必要的支持。一旦这一广泛战略获得批准,DOE将有另
7、外两个问题需要解决。首先,有谁选择和资助具体项目的问题。意 向通知(N0I)指出,能源部计划在每个地区为一个实体提供资金。据推测,这些实体随后将为项目提供资 金(甚至可能是核心工厂,尽管能源部也可以直接提供资金)。我们认为,这种委托方式对指定经营实体和 中枢实体都有风险。我们建议采取混合办法,将所有可供资项目纳入中心建议,但由指定经营实体进行正式 选择,并直接资助选定的项目。然后,这个过程将得到DOE的项目选择专长(中心没有)和联邦收购条例 (中心不使用)的支持。第二,确定核心工厂以外的支助项目。我们预计,建造核心厂将使用2. 5亿至5亿美元的DOE资金,用于每 个枢纽。5这留下了一个资金库,
8、每个枢纽的资金可能达到数亿美元,取决于枢纽的最终数目。这些资金可 用于三个领域:1)核心工厂的持续运作资金;2)基础设施(主要是向最终用户输送氢气);3)支持氢的 最终用户,如工业厂或运输系统。我们同意,在核心电厂达到Full的运行能力之前,运营资金是合适的, 但此时补贴必须减少。我们还坚信,指定经营实体的资金应支持某些基础设施项目的资本支出,特别是那些 将核心工厂与最终用户连接起来的项目。然而,原则上,指定经营实体不应使用示范项目资金直接补贴最终 用户,也不应补贴基础设施供应商的持续运作。doe的战略挑战:为一个项目或多项目生态系统提供资金?核心植物焦点把资金集中在每个中心站内的单个核心工厂
9、对指定经营实体具有显著的优势。前面描述的硬度量可以在选择 过程期间直接应用。能源部在管理单个大型项目方面也比多项目生态系统更有经验。此外,单个项目与其他 指定经营实体的项目更吻合,如贷款项目办公室管理的项目,这些项目也可能参与创造氢经济。核心工厂的 里程碑将更容易设计,与之相比的进展将更容易测量。这反过来意味着,关于进一步供资的“去/不去”决 定,虽然可能仍然很困难,但将更加透明和更容易辩护。但核心工厂重点对能源部也有潜在的负面影响。值得注意的是,它实际上使投资组合方法变得不可能:资金 规模庞大,投资数量有限(四到八项),这意味着几乎每个项目都将“太大而不能失败”。核心工厂的重点 也可能低估下
10、游开发的价值,特别是对最终出现氢经济至关重要的最终用户,以及向他们输送氢所需的基础 设施。例如,对氢运输基础设施的投资对项目的成功可能至关重要,但需要其他地方提供资金。这种方法还 可能要求能源部忽视生态系统成功的许多相关标准,使其项目目标过于狭窄。例如,国会明确将高薪工作作 为项目目标。但这里重要的不仅仅是核心工厂内的工作,而是整个地区氢经济的高薪工作。核心工厂办法意味着,建立区域氢经济的所有辅助工作一一并为其提供资金一一都将落入中心本身。因此, 基础设施的关键部分可能没有资金,而资金更好或更具影响力的当地行为体可以将区域发展转向其战略需 要。这种做法还剥夺了枢纽建设生态系统的关键杠杆:对资金
11、流动的控制。最后,核心工厂的重点意味着“不去”的决策将更难做出。很难想象,美国能源部会接受纽约州一项由参议 员舒默(Schumer)支持的大型项目或由州长纽瑟姆(Newsom)支持的加利福尼亚州一项大型项目的结果。 这些都是政治现实。分布式筹资模型或者。能源部可以将其资金分配到整个区域生态系统,而不是只关注核心植物。对于DOE来说,分布式方法 意味着将减少为几个大型项目提供资金的高风险,并且信息技术与创新基金会(ITIF)和其他非政府组织 (NGOs)所建议的投资组合管理方法可以实施ref, 6根据这个模型,DOE将能够资助许多具有不同风险特 征的项目,它可以在更广泛的成果范围内评估它们的成功
12、。分布式模型还将允许DOE开发更简单、更容易实 现的里程碑和度量,再次关注许多更小更简单的项目。对于各中心来说,多项目办法将有助于将DOE资源引 导到下游基础设施的各个部分,否则这些部分可能难以供资,而缺乏投资可能会严重损害生态系统本身。然而,分布式供资模式也对指定经营实体带来重大风险。将资金分成多个项目可能意味着核心工厂得不到足 够的资金来达到规模,同时一一取决于谁做出供资决定一一这些中心越来越有可能发生内部利益冲突。为多 个项目提供资金可能使得难以确定整个枢纽生态系统是否正在实现其目标,并且将在中枢一级作出放弃/放 弃的决定几乎是不可能的(尽管如前所述,这种决定实际上无论如何是不可能的)。
13、多个项目也有可能削弱能 源部的跟踪和评估能力。应该资助什么?除了用于规划和社区外联的初步资金外,总体而言,拟议的区域氢生态系统指定经营实体可资助五个要素:1 .核心工厂建设和密切相关的倡议2 .核心工厂业务3 .基础设施(例如,包括相关的长期存储、管道)4 .最终用户5 .消除风险我们相信,能源部应为1号和3号提供资金,并准备补贴核心工厂运营,直至其完全生产。应当探讨第5 项,因为指定经营实体可能比单个枢纽更好地应对某些风险。应尽可能避免为最终用户启动泵。核心植物资本支出无论能源部(DOE)如何决定为生态系统的其他部分提供资金,它将为核心工厂提供资金,该计划的大部分 资金将支持核心工厂资本支出
14、(CAPEX)。那要多少钱?从中国世界上最大的碱性电解槽(AE)工厂可以得到 一个有用的参考,这家工厂在12月底上市。宝丰称其150兆瓦(MW)项目每年可生产2. 7万吨氢气因此,在当前成本下,生产50MT的氢将需要约278兆瓦(MW)的容量碱性电解槽(AE)资本支出(CAPEX) 目前估计为每千瓦1,000美元(kW)。100公吨的建筑费用约为5亿美元。这些数字大约相当于液化空气在 内华达州30吨绿色氢能工厂宣布的2. 5亿美元的成本这些成本将随着时间的推移而下降,如Glenk et ai (迄今为止最全面的成本下降轨迹估计)所支持的。10 Glenk利用广泛的来源,认为碱性电解器(AE)催
15、化剂成本预计每年下降2. 96% (+/-1.23% );质子交换 膜(PEM)催化剂成本预计下降得更快,每年4.77% (+/L88% )。催化器是电解制氢厂资本支出(CAPEX) 的主要成本因素。这一无可辩驳的分析表明,按指定经营实体要求的规模,核心工厂的资本支出约为2. 5亿至5亿美元。设施业务能源部在意向通知(N0I)中建议,枢纽应该变得自我维持,因此任何运营补贴都将逐渐减少。然而, 可能需要更严格的限制,因为核心工厂可能会寻求进一步的补贴,以减少成本,从而改善下游的竞争地位一 一一旦将巨额资金投入特定项目,能源部就很难抵御这些需求。H2Hubs本应通过由D0E提供大量资金的规模提升来
16、展示现有技术的商业准备状态。当工厂全面运转时,一 个能够自我维持的业务成功推出,需要证明这种准备状态。到那时,该厂不可能产生进一步的规模经济,因 此没有必要补贴业务,希望成本会进一步下降。氢市场是区域性的,它们是“区域枢纽”,因此需要在区域 基础上实现自我维持。实际市场测试开始后,工厂达到功能规模的运作。在罕见的情况下,核心工厂可能正在等待重要供应者的最终部署(例如,利用工厂的H2生产的发电厂的完 成)。在这些情况下,指定经营实体似宜提供一些额外支助。但总的来说,能源部对便利性业务的补贴应在 便利性变为实用性时结束。基础设施基础设施成熟的经济观点支持基础设施公共资金。私人实体无法获得基础设施部
17、署的全部社会效益的可能性是支持公 共投资于有益于社会的基础设施的概念框架的基础。然而,能源部应该警惕在此过度承诺。其基础设施资金将受到限制,因为大部分资金将用于核心厂房资本支 出(CAPEX)。此外,许多基础设施项目在商业上是可行的,因此存在这样的风险,即指定经营实体的资金 可能被用来嘲笑那些无论如何都会建造的项目,从而人为地提高私人投资者的回报。因此,指定经营实体应制定符合两个核心要求的方法:第一,它应确定对特定区域氢枢中心具有系统重要性 的基础设施项目,这些项目对于将核心工厂与重要的最终用户市场连接起来尤其必要。第二,它应该严格评 估建议,以便筛选不需要指定经营实体贡献的项目。后者不是一个
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