西班牙《趣味》月刊6月號發(fā)表題為《氫能，希望還是失望？》的文章，作者為亞當·鮑恩。全文摘編如下：

稱氫燃料是未來的說法已經(jīng)存在一段時間了。早在1874年，法國作家儒勒·凡爾納就在其小說《神秘島》中想象這種元素將取代煤炭，被從水中分解出來“提供取之不盡的熱和光”。在20世紀70年代的石油危機中，人們也發(fā)出了類似的聲音，當時氫被吹捧為替代汽油的燃料。到了2003年，在第一波真正關注氣候變化的浪潮中，美國時任總統(tǒng)喬治·W·布什對氫燃料汽車表現(xiàn)出了極大熱情。他說：“我們可以為我們孩子的未來做出根本性改變。”

如今，氫能的“熱度”又回來了。從美國到澳大利亞，從歐盟到亞洲，過去一年幾乎每天都有一波熱潮，這些熱潮由政府承諾提供的數(shù)十億美元資金、對火車、飛機和家用鍋爐等新技術(shù)所做的測試以及行業(yè)聲明和分析組成。別忘了還有英國首相鮑里斯·約翰遜等領導人的支持。國際能源署專家西蒙·貝內(nèi)特說：“我們發(fā)現(xiàn)很難跟上這么多新消息的節(jié)奏�！�

“氫經(jīng)濟的想法并不新鮮，”彭博新能源財經(jīng)分析師馬丁·滕勒說，“現(xiàn)在它看上去再次成為一個有吸引力的方案，問題在于：它會像從前一樣只是一張空頭支票嗎？”滕勒是眾多看好氫能的人之一。

與此同時，還有另一個很重要的問題：氫真的是一種有助于應對氣候變化的清潔和綠色燃料嗎？

氫是宇宙中最輕也是最豐富的元素。從理論上看，它作為燃料有很多好處。盡管它在地球上很少單獨存在，但可以利用清潔電力分解水來生產(chǎn)氫。

氫一旦被制成，就可以像石油和天然氣一樣充當化學能量載體，通過管道被輸送到需要它的地方。每單位質(zhì)量氫儲存的能量是傳統(tǒng)汽油的3倍。當氫氣“燃燒”時就會釋放出儲存的能量，而這一過程實質(zhì)上是氫氣與氧氣結(jié)合后生成水。從這個意義上說，氫是終極的綠色燃料。

或許最著名的利用氫氣改變世界的嘗試是在1937年失敗的。當時，德國制造的“興登堡”號飛艇在一場災難性事故中被大火焚毀，原因是用來為飛艇提供浮力的氫氣著火了。從那以后，安全儲存氫的技術(shù)突飛猛進。近幾十年來，創(chuàng)造“氫經(jīng)濟”的想法側(cè)重于將液態(tài)氫當作綠色燃料，尤其是汽車燃料。

當前的另一則新消息是，氫被追捧為一種可使難以直接使用清潔電力的“減排困難”部門脫碳的方式。這些部門的范圍很廣，從長途公路運輸、航空和航運到鋼鐵和石化等碳密集型產(chǎn)業(yè)，不勝枚舉。

過去兩年間企業(yè)和政府做出的氣候承諾已經(jīng)表明，如果我們要在本世紀中葉實現(xiàn)碳的凈排放量歸零的總體目標，上述行業(yè)也必須轉(zhuǎn)型。氫在實現(xiàn)這一目標的過程中占據(jù)重要地位：歐盟委員會聯(lián)合研究中心表示，到2050年，氫能將占到歐盟最終消耗能源的10%到23%；英荷殼牌石油集團估計，到2100年，氫能將占到全球消耗能源的10%。

與此同時，風能和太陽能(7.020, 0.64, 10.03%)發(fā)電場的發(fā)電成本迅速下降，使得利用清潔電力大規(guī)模、清潔地生產(chǎn)氫成為可能。問題在于，目前大量的氫并不是通過這種方式生產(chǎn)的。

目前人類每年生產(chǎn)約7000萬噸氫，主要用于制造氨肥和甲醇等化學品，以及在煉油過程中去除雜質(zhì)。大約96%的氫氣直接由化石燃料制成——主要是天然氣，其次是煤，然后是石油。使用最多的生產(chǎn)流程被稱為蒸汽重整，該過程會釋放二氧化碳。

只有4%的氫氣是按照凡爾納設想的方式制造的，也就是利用電解過程將氫從水中分離出來。用來制氫的電力中有一部分并非綠色能源，而是來自化石燃料發(fā)電廠。滕勒表示，目前全球氫氣生產(chǎn)過程遠遠不具備可持續(xù)性，其碳足跡與英國和印尼碳足跡的總和相當——每年約產(chǎn)生8.3億噸二氧化碳。

這讓我們想到了一個奇怪的點，即透明的氫變得染上了各種顏色。之所以有“灰氫”，是因為它是經(jīng)過蒸汽重整過程由化石燃料制成的，每公斤的成本約為1美元；生產(chǎn)“藍氫”采用的是甲烷重整和碳捕獲技術(shù)，盡管目前僅處于試點階段，生產(chǎn)成本最低約為每公斤2美元；最后是“綠氫”，它由靠可再生電力驅(qū)動的電解槽生成，在大多數(shù)情況下成本高達每公斤4美元。

英國國家電網(wǎng)電力系統(tǒng)運營商的專家羅伯·吉布森表示，就脫碳而言，“灰氫毫無意義”。然而，英國牛津市奧羅拉能源研究中心專家埃萬耶洛斯·加齊斯卻表示，大規(guī)模生產(chǎn)綠氫的成本將非常高，這就是藍氫擁有用武之地的原因所在。加齊斯說：“如果我們想要達到一定規(guī)模，生產(chǎn)藍氫也許是不可避免的�！庇�國牛津能源研究所的拉爾夫·迪克爾等其他一些專家則認為，短期內(nèi)需要藍氫，因為與用可再生電力來生產(chǎn)綠氫相比，用這種電直接取代燃煤和天然氣電廠發(fā)出的電可以更深入和有效地減少二氧化碳排放。

現(xiàn)有的4項最大的藍氫計劃位于北美，英國政府正在資助3個試驗項目。一些倡導者認為，此類計劃不僅有助于推動綠氫的發(fā)展，還能促進基礎設施建設，以便解決如何將氫氣送到需要它的地方這類棘手問題。其他一些人對藍氫的看法則截然不同。由于它仍然涉及天然氣、石油和煤炭開采活動，歐洲地球之友組織將其稱為“化石氫”，認為它是陷入困境的化石燃料公司的生命線。

然而，不可否認的問題是，生產(chǎn)藍氫時不能捕獲該過程釋放的所有二氧化碳。第一個碳捕獲和封存（CCS）階段能捕獲大約50%到70%的二氧化碳，加上第二個成本高昂的階段，能夠?qū)⑦@一比例提高到85%到90%，一些開創(chuàng)性項目的目標則定得更高，有的甚至達到95%。

盡管如此，對于大多數(shù)藍氫計劃而言，至少有10%的二氧化碳未被捕獲。滕勒估算后指出，如果通過重新造林來抵消這部分碳排放，所需的土地面積大約相當于西班牙國土面積的4倍。

但他仍然認為這么做是值得的，因為使用藍氫排放的碳仍然比燃燒煤、石油或天然氣要少。滕勒說：“有一部分碳排放沒有被捕獲。這是否意味著我們就不這么做了？我會說我們可能仍應這么做。如果擺在我們面前的選項是藍氫和什么都不做，那就選擇藍氫。”

致力于加速清潔能源轉(zhuǎn)型的非營利組織“監(jiān)管援助項目”的專家揚·羅斯諾卻不這么認為。他將藍氫比作15年前煤炭行業(yè)嘗試推廣的配備CCS設施的“清潔煤”工廠。那種模式并未成功，因為包括可再生能源在內(nèi)的替代品的成本迅速下降，使這種工廠變得非常不劃算。

那么綠氫的前景又如何？例如，歐盟目前綠氫行業(yè)的電解槽總?cè)萘坎坏?吉瓦。但在2020年7月，該行業(yè)設下了到2024年達到6吉瓦、到2030年達到40吉瓦的雄心勃勃的目標。德國正與摩洛哥合作建設一個使用太陽能的綠氫項目。

此外，一大批令人眼花繚亂的大企業(yè)已經(jīng)進入或計劃進入綠氫領域，包括石油巨頭西班牙雷普索爾、英荷殼牌和全球最大的海上風電開發(fā)商丹麥沃旭能源公司。西班牙伊維爾德羅拉電力公司正在建設一座太陽能發(fā)電廠，為的是在2021年生產(chǎn)綠氫，其早期用途將比較常規(guī)，比如制造肥料。伊維爾德羅拉電力公司的薩穆埃爾·佩雷斯說：“當我們的技術(shù)夠用、規(guī)模夠大時，我們就可以涉足其他應用難度較高的領域，例如卡車，甚至可能是飛機�！�

縮小綠氫和灰氫價格之間的差距需要時間。生產(chǎn)一公斤氫需要大約50到55千瓦時的電力和9到10升水。高達86%的綠氫生產(chǎn)成本花在了為電解槽供電上。而風能和太陽能的成本在過去10年間迅速下降，預計還會進一步下降。

電解槽本身占據(jù)了剩余成本。這是一項古老的技術(shù)，但其制造商聲稱可以開發(fā)成本更低廉的技術(shù)。英國電解槽制造商ITM Power的首席執(zhí)行官格雷厄姆·庫利表示，目前一臺10兆瓦電解槽的成本是3年前的一半，而且價格還會進一步下降，一大原因是，身為這些設備的主要制造商的中國持續(xù)發(fā)展。

即便如此，可能還是需要政府干預，例如發(fā)放補貼使綠氫價格更便宜和征收碳稅使灰氫價格更昂貴。專家指出，未來10年的氫能源市場很可能是政策驅(qū)動的。相關項目將高度依賴公共資金。

氫能的成功與否最終可能取決于社會是否愿意為其付出代價。推廣綠氫將需要大規(guī)模投入：彭博新能源財經(jīng)估計，未來10年全球?qū)⑿枰�投�?500億美元才能將制氫成本降低到具有競爭力的水平。