미국 캘리포니아에서 3번째로 큰 공공 버스 시스템을 운영하는 AC 트랜짓(Alameda-Contra Costa Transit District)은 캘리포니아 대기 자원 위원회의 저탄소 연료 기준 규제(Low Carbon Fuel Standard (LCFS) regulation)를 만족시키는 재생 전력(태양)으로부터 생산된 전기로 구동되는 전기분해로부터 수소를 생산하는 기술을 개발하고 있다.
ARB 직원들에 의해서 제공된 AC 트랜짓 분석에 따르면, 이 방법을 통해 생산된 수소의 탄소 강도(Carbon intensity, CI)는 0.00 gCO2e/MJ로 ‘well-to-tank’ 전생애 분석을 통해 무공해 탄소 연료(Zero-carbon fuel)이다.
2000년부터 수소 연료전지 시범 프로그램을 진행한 AC 트랜짓은 캘리포니아의 에머리빌(Emeryville)에 수소 연료 주입 시설을 운전하고 있다. 공급되는 수소는 린데 그룹(Linde Group)에 의해서 제공되거나 수소 설비에서 바로 생산된다. 전기분해기(Electrolyzer)와 2개의 압축 시설들을 통해서 생산된다.
전기분해 시설은 매일 64kg의 수소를 생산할 수 있는 용량이며 이 시설은 현재 매월 750kg의 압축 수소를 생산하고 있다. 전기분해를 통해서 생산된 수소는 린데사에 의해서 제공된 수소와 혼합되고 2개의 압축기들을 통해서 압축된다. 압축된 수소는 현장의 HD(Heavy-duty) 수소 스테이션과 LD(Light-duty) 수소 스테이션들에 최종적으로 제공된다.
수소 생산을 위한 전기는 425kW와 510kW의 출력을 가지는 2개의 태양 발전 시설로부터 얻어진다. 생산된 모든 전기는 전기 분해와 수소 압축을 위해 사용된다. AC 트랜짓은 태양으로부터 얻어진 전기에 대한 신용을 얻을 수 없기 때문에 전생애 분석에 기초한 0.00 gCO2e/MJ의 탄소 강도 계산은 CA-GREET 1.8b 모델을 이용하여 얻어졌다.
AC 트랜짓에 의해서 제공된 4달간의 자료에 따르면, 수소 생산과 압축을 위해 요구되는 전기는 4개월의 여름 기간 동안에 생산된 전체 태양 전력의 39~71%이다. 다른 말로 표현하면, 일상적인 운전 조건들에서 이 시설은 수소 생산과 압축에 요구되는 모든 에너지를 태양 발전으로부터 생산한다.
한정된 자료 때문에 ARB 직원은 조건부 승인을 하였다. 만약 AC 트랜짓이 조건을 만족시킨다면 인증된 CI를 유지하고 LCFS 신용을 얻을 수 있다. 필요한 조건들은 다음과 같다.
- 회사는 수소 생산과 압축에 이용된 모든 전기가 태양 발전으로부터 얻어졌다는 증거를 제공해야 한다.
- 회사는 전기분해를 통해 생산된 수소, 전기분해를 위해 소비된 에너지, 외부 공급업체로부터 제공된 수소, 설비에서의 총 압축 에너지, 태양 발전 생산의 양을 확인하기 위해 향후 7분기 동안 분기별 인수증을 제공해야 한다.
- AC 트랜짓은 태양 설비로부터 생산된 전기가 다른 프로그램을 통한 신용을 얻기 위하여 사용되지 않았음을 확인시켜 주어야 한다.
AC Transit files LCFS pathway application for H2 produced by electrolysis (solar): 0.00 gCO2e/MJ
AC Transit (Alameda-Contra Costa Transit District), which operates the third-largest public bus system in California, has filed a fuel pathway application for gaseous hydrogen produced via electrolysis powered by renewable electricity (solar) with the California Air Resources Board (ARB) under the Low Carbon Fuel Standard (LCFS) regulation.
According to AC Transit’s analysis—which is supported by ARB Staff—the carbon intensity (CI) of the gaseous hydrogen produced by the pathway is 0.00 gCO2e/MJ—i.e., a zero-carbon fuel on a “well-to-tank” lifecycle basis.
AC Transit, which has been building a hydrogen fuel cell demonstration program since 2000, operates its own hydrogen fueling facility in Emeryville, CA. The total hydrogen dispensed includes on-site production as well as hydrogen supplied by the Linde Group. The on-site hydrogen is produced using a proton electrolyzer and two compression units.
The electrolyzer unit has a capacity of 64 kg H2/ day and the facility currently produces approximately 750 kg of compressed H2 per month. The hydrogen produced by electrolysis is mixed with hydrogen delivered by Linde and compressed at the two compression units. The compressed hydrogen is finally delivered to heavy-duty (HD) and light-duty (LD) fueling stations at the same site.
Electricity for the on-site generated hydrogen is sourced from two solar installations with rated outputs of 425 kW and 510 kW. All of the generated solar electricity offsets all electrical energy required for electrolysis and hydrogen compression at the facility. Because AC Transit is not claiming credits for its solar electricity, calculates a CI of 0.00 gCO2e/MJ for this pathway based on lifecycle analysis conducted using the CA-GREET 1.8b model.
According to four months of data provided by AC Transit to back up its application, the electricity requirements for H2 generation and compression (only the portion generated using electrolysis) are between 39% to 71% of total solar electricity generated during the four summer months represented by the data. In other words, under current operating conditions, the facility generates adequate solar electricity to offset all of the energy required for on-site H2 production and compression.
Because of the limited data set, ARB staff is only conditionally approving the application. If AC Transit meets the conditions set forth, it can retain the certified CI and continue to generate LCFS credits. Conditions are:
•The company shall provide evidence that generated solar electricity offsets all of the electricity used in on-site H2 production and compression.
•The company shall provide quarterly receipts for the next seven quarters to support quantity of H2 produced on-site by electrolysis; energy consumed for electrolysis; H2 procured from external vendor(s); total compression energy at the facility; and total solar electricity production.
•AC Transit shall affirm that electricity generated at their solar installations is not used to offset credits under any other program (GHG-based or otherwise).
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