简介
现在的能源系统包括三个主要的子系统：
(A)能源（石油、太阳能等）
(B)移动这些能源的基础设施和载体
(C)能源消费者
这篇文章考虑了与氢气作为能源载体相关的问题。目前，能源系统由两个基本独立、价值数万亿美元的载体系统主导——电力和碳氢化合物燃料。在今天的美国，大约有40%的能源是通过电力运输的，60%是通过燃料运输的。燃料是基于化学的能源载体，具有高能量密度，使长距离运输成为可能。今天，它们几乎完全基于化石燃料，如天然气或原油。这些系统利用数百万英里的管道，一个重要的石化制造基地，并为全球用户网络服务，包括车辆、工业流程和建筑供暖。
虽然关于电力和化学能源载体在脱碳经济中的相对作用仍有许多问题，但有两件事似乎很清楚：
（1）使用化石燃料作为能源来源和载体的使用将减少，尽管可能不会减少到零。
（2）使用"人造"化学能源载体，如使用可再生能源生产的氢气，将增长。这些将被用来把能源从源头转移到用户，以及储存能源。
围绕氢气作为能源载体有三个关键问题：
(1)氢气的产生
(2)氢气的物流、处理和移动，如通过管道。
(3)通过各种"能源转换装备"对氢气的利用，即发电的装备（如燃料电池或燃气轮机发电厂），或用于加热水或建筑空间。
本文的主要重点是解决问题——确定与在能源转换装备中利用氢气有关的机会和挑战。例如，氢气的一个关键机会是储存氢气，然后在需求高峰时在燃气轮机中燃烧。这有重新利用现有技术（燃气电厂和天然气基础设施）的好处，用于燃烧式能源储存，没有碳排放。在此，我们解决以下问题：
1.氢气作为一种燃料是否可行？氢气能否用于改装的设备或新系统？
2.如果是这样，决策者、用户和公众必须了解哪些限制或问题？
氢气能否用于能源转换装备？
NETL在能源部赞助的项目下进行研究，为煤气化联合循环（IGCC）发电开发氢燃料燃气轮机技术，以提高效率，减少排放，降低成本，并允许碳捕获、利用和储存（CCUS）。能源部将计划的适用性扩大到炼油厂和炼钢厂等行业。最近的资金被用于促进一系列燃气轮机技术进步，这将提高工业CCUS燃气轮机的效率、排放和成本效益。支持工业技术加速、应用和改造的努力也将有利于先进的氢气轮机开发和典型公用事业应用中的现有机器。旨在改进的涡轮系统和组件包括燃烧器技术、材料研究、增强冷却技术和涂层开发。这些技术被认为是氢气轮机的关键组成部分，氢气轮机与其他先进的能源系统技术一起，将共同开发下一代高效联合循环力系统。
氢气轮机技术领域表明，美国可以利用煤基氢气燃料发电，在此基础上提高联合循环效率，并减少二氧化碳和其他排放。
氢气轮机计划专注于涡轮技术的进一步发展，以达到带有CCUS的IGCC发电厂的最终性能目标。NETL研究表明：
以氢为燃料的燃气轮机，联合循环效率提高了3-5个百分点（总计高于基础）
接近零排放系统具有竞争力的电力成本
以氢燃料的IGCC在发电厂废气时带有2ppm的氮氧化物
在现有系统中利用氢气有哪些制约因素？
虽然氢气燃烧提供了一个有前景的能源储存和转换途径，但它对于今天的大部分天然气能源转换设备来说并不是一种"直接"的燃料。换句话说，需要对燃料处理系统、阀门和管道以及燃烧器硬件进行改造。这些改变需要解决利益相关者
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