绿色氢可能成为未来燃料，为啥不是解决气候问题的灵丹妙药？

绿色氢是清洁能源，可能成为未来的燃料，不过为什么它还不是解决气候问题的灵丹妙药呢？

随着气候危机的升级，世界正依靠无碳能源来实现一个温室气体零排放的未来，到时候我们从大气中清除的温室气体与我们排放的一样多。

清洁能源的一种潜在形式之一是绿色氢——它可以从水和其他资源中获得，而不是从化石燃料中获得，而且是用可再生能源生产的。它可以用来为重工业提供动力，并为飞机和船舶等大型车辆提供燃料。

在美国、西欧、中国、澳大利亚、智利和南非等国家，全球各地都出现了生产这种更清洁能源设施。据高盛估计，新兴的全球绿色氢市场到2050年将价值11万亿美元。

但是绿色氢的批评者说，现在使用太阳能或风能生产另一种燃料是对宝贵的可再生能源的浪费。与此同时，使用蓝色氢的计划正受到越来越多的审查。蓝色氢是通过化石燃料产生的。

为什么我们需要绿色氢?

化石燃料很大一部分涉及我们使用的一些日常机器设备，比如汽车和交通工具，以及家庭供暖。对于那些已经通电的人来说，比如电脑和家用电器，来自核能和风能、太阳能等可再生能源的电力正在取代煤炭。但有些行业需要大量的能源，传统的可再生能源无法满足他们的需求。这是一个问题，因为这些行业是温室气体的主要排放者。

这就是专家们认为绿色氢具有巨大潜力的地方。

国际能源署(International energy Agency)能源分析师乌韦•雷米(Uwe Remme)表示:“来自风能、太阳能和核能等能源的电力对我们的能源系统脱碳至关重要，但光靠电力是无法做到的，长途运输和重工业是最难减排的行业。”

乌韦•雷米告诉记者:“氢的用途非常广泛，足以填补其中一些关键的空白——为化学工业和钢铁工业提供重要的原料，或为飞机和船舶提供低碳燃料的关键成分。”

例如，一架飞机或一艘大船需要大量的能量，以至于任何用来储存太阳能或风能发电的电池对于船只来说都可能太大太重。另一方面，绿色氢可以以液体形式存在，而且更轻。据正在研发零排放商用飞机的空中客车公司称，绿色氢的能量密度是我们今天使用的航空燃料的三倍。

2020年9月24日，新成立的航空公司ZeroAvia在英国克兰菲尔德机场试飞了世界上最大的由氢燃料电池驱动的飞机，展示了氢作为航空燃料的潜力。

虽然液态绿色氢会排放零碳，但它有一些局限性。当它在露天大气中燃烧时，会释放出少量的一氧化二氮，这是一种强效温室气体。然而，如果氢通过燃料电池，它只会释放出水和热空气。一些小型飞机已经成功使用氢燃料电池飞行，不过这项技术还没有大规模商业化。

绿色，蓝色还是灰色?

氢是地球上含量最丰富的元素。它存在于很多物质中，包括化石燃料、水、植物、动物甚至人类，但它从来没有以纯形式自然出现。这意味着要得到纯氢，它需要通过同样需要能量的过程从其他分子中分离出来。

绿色氢气是指利用可再生能源从清洁能源中提取氢气而产生的氢气。这通常涉及电解水——通过水发送电流来分离分子。

灰色氢是当今氢最常用的形式。它相对便宜，但是从天然气中提炼出来的，通常使用化石燃料作为能源。它主要用于化学工业制造肥料和炼油。在从天然气中提取氢气的过程中，剩余的二氧化碳被释放到大气中，这进一步加剧了气候变化。

蓝色氢气和灰色氢气的生成过程相同，但生产过程中排放的大部分碳都被“捕获”了，不会释放到大气中，这就是为什么它被称为低排放气体。

那么，哪一个是最好的气候解决方案呢?它最终取决于生产它所使用的能源。

随着世界逐渐摆脱煤炭和石油，灰色氢气长期以来一直被视为一种更清洁的“桥梁”替代品，但它仍然是气候变化的主要来源。

最近的研究还表明，灰色氢气排放的温室气体比能源专家最初认为的要多。甲烷是一种强大的温室气体，也是天然气的主要成分，经常从管道泄漏到大气中。

如果从水和电解过程中提取氢分子的绿色氢完全由太阳能和风能等可再生能源提供动力，那么绿色氢可能是一个零排放的选择，但现在还没有，用于进行电解的设备成本很高，而且这个过程的效率也不是特别高。

根据国际能源署最近的一份报告，在2020年生产的所有低碳氢中，95%是蓝色的。国际能源署报告称，到2050年，随着绿色氢产业的发展，到2030年，绿色氢将更容易获得，更容易生产，成本也将与蓝色氢竞争。到2050年，如果政府和企业在发展该产业方面取得成功，预计蓝色氢的比例将达到35%，绿色氢的比例将达到62%。

苏格兰地球之友(Friends of the Earth Scotland)的活动家杰斯·考威尔(Jess Cowell)反对任何形式的蓝氢使用，他说，蓝氢只会让化石燃料公司继续经营，继续排放。考威尔说，绿色氢气可能会有未来，但现在不是投资的时候。

考威尔在接受CNN记者采访时表示:“将现有的可再生能源产能转移到绿色制氢上是有风险的，这是一个非常低效的过程。”考威尔解释说，将氢用于家庭供暖等目的目前还没有意义，而英国正在讨论将氢作为一种选择。如果可再生电力资源被用来制造氢气。

“所以我们想看到的是使用可再生电力直接电气化，”考威尔说，他解释说，在苏格兰和英国更广泛地用于家庭供暖的燃气锅炉应该电气化，使用风能和太阳能，而不是氢。

为什么蓝色氢备受争议?

蓝色氢在许多国家都有争议，包括英国，政府最近发布了其“双轨”氢战略，显示了蓝色氢的大量使用和绿色氢的发展。

英国氢和燃料电池协会主席克里斯·杰克逊在计划公布后于8月中旬辞职，他在一份给CNN的声明中表示，该战略与他“个人对氢在向净零世界过渡中的作用的看法不一致”。杰克逊还是Protium Green Solutions的首席执行官和创始人，该公司专注于可再生能源和绿色氢。他说:“同样，我也不能忽视或主张蓝色氢是一种可行的、‘绿色’能源解决方案(这一事实也得到了外部研究的证实)。”

科学家表示，这种看不见的气体可能决定我们在气候变化中的命运。

8月初发表在《能源科学与工程》(Energy Science and Engineering)上的一项研究发现，虽然蓝色氢气比灰色氢气排放的二氧化碳少9%~12%，但它实际上排放的甲烷比天然气本身更多。

研究发现，总体而言，蓝色氢气的温室气体足迹比燃烧天然气或煤炭取暖多出20%，比燃烧柴油取暖多出60%。

还有一些问题是，例如碳捕获后的储存(通常需要将其注入地下)是否可持续。“我们的分析假设，捕获的二氧化碳可以无限期存储，这是一个乐观和未经证实的假设。即使这是真的，蓝色氢的使用也很难从气候的角度证明是合理的。

然而，国际能源署的莱姆表示，该研究做出了一些假设，低估了温室气体的捕获量，而且即使蓝色氢不像绿色氢那样清洁，它在世界摆脱化石燃料的过渡中也有一席之地。

他说:“蓝色氢和绿色氢都有作用，但我们必须确保蓝色氢的生产符合最高的环境标准。”“现在已经有了避免这些排放的技术，而且它们通常也具有效益和节省资金。”（董哲 编译）

原作者：安吉拉·德万 美国有线电视新闻网 2021年8月31日 报道