每年制氫過程中二氧化碳的排放量約為8.3億噸

國際能源署表示，每年制氫過程中二氧化碳的排放量約為8.3億噸，相當于英國和印尼的碳排放量之和

意大利西南部農(nóng)村地區(qū)的一家面食工廠，如果用來展示歐洲龐大的工業(yè)部門如何削減排放的能源項目來說，這里并不是一個顯著的地點。

但這家位于薩萊諾省孔圖爾西特姆的Orogiallo工廠，在今年4月份卻創(chuàng)造了一小段歷史，當時它使用意大利天然氣輸電網(wǎng)中的氫氣和天然氣混合物來煮意大利面。

科學(xué)家和企業(yè)一直在吹捧氫，稱其是可能替代天然氣等化石燃料的“清潔”能源，因為氫燃燒時不產(chǎn)生二氧化碳。今年，企業(yè)和政府再次努力調(diào)查氫是否有助于全球經(jīng)濟的關(guān)鍵部門實現(xiàn)脫碳，從工業(yè)、電力到航運和運輸行業(yè)等部門。

總部位于巴黎的國際能源署（IEA）將2019年描述為氫能源達到“空前勢頭”的一年，全球出臺了50項政策或目標來支持其發(fā)展。豐田汽車歐洲公司（Toyota Motor Europe）氫技術(shù)總經(jīng)理斯蒂芬·赫布斯特（Stephan Herbst）表示：“關(guān)鍵的游戲規(guī)則改變者是巴黎氣候協(xié)議?，F(xiàn)在的共識是，我們需要降低交通和其他行業(yè)的碳排放，我們需要所有的能源?！?/p>

氫的需求增長（單位：百萬公噸）

在Orogiallo面食工廠的案例中，盡管氫的使用比例比較低，只有5%，但意大利國家天然氣公司（SNAM）這項長達一個月的試點項目是第一個在歐洲測試如何安全可靠地將氫注入天然氣基礎(chǔ)設(shè)施，要知道，這種基礎(chǔ)設(shè)施可是嚴格監(jiān)管的領(lǐng)域。

SNAM和歐洲其他天然氣基礎(chǔ)設(shè)施所有者打算提高未來項目中氫的使用比例，他們認為這是一種清潔的能源，并希望有一天它能完全取代天然氣，同時確保未來資產(chǎn)的保值。

未來幾年，包括挪威石油巨頭Equinor、瑞典電力公司Vattenfall、日本三菱日立電力系統(tǒng)（Mitsubishi Hitachi power Systems）、英國國家電網(wǎng)（National Grid of The UK）和豐田（Toyota）在內(nèi)的多家大公司計劃在全球各地開展氫氣項目，SNAM項目只是其中之一。

對于能源巨頭來說，可從化石燃料中生產(chǎn)的氫，可能為他們的天然氣儲備提供一種功能保障的途徑，因為在這樣一個環(huán)境中，越來越多的政府正在采取相關(guān)政策結(jié)束對全球變暖的貢獻。

運輸公司將其視為船舶或貨運等行業(yè)的可能解決方案，或是電動汽車的替代品。但在上世紀70年代、90年代以及本世紀初，氫燃料曾經(jīng)歷過幾次流行浪潮，但迄今也未能像通用汽車等公司設(shè)想的那樣獲得成功。通用汽車早在1966年就首次生產(chǎn)了氫燃料汽車。

國際能源署的數(shù)據(jù)顯示，豐田Mirai等氫燃料電池汽車去年的銷量僅為11200輛，與純電動汽車和插電式混合動力車等其它低排放汽車相比，這一數(shù)字顯得微不足道。

全球能源相關(guān)的二氧化碳排放（單位：十億公噸）

此前氫燃料的幾波熱潮冷卻，是因為氫燃料在很大程度上作為一種更清潔的乘用車燃料使用，而當時的油價較低，這抑制了消費者和企業(yè)投資氫燃料基礎(chǔ)設(shè)施的興趣。

氫，其清潔程度取決于其生產(chǎn)方式，現(xiàn)在的觀點仍是兩極分化，批評者質(zhì)疑其成本和安全性。

但是支持氫計劃的公司希望這次會有所不同。這一次，清潔的氫，有了很多可能的用途。計劃中的方案包括：用氫氣為渡輪提供動力，用氫氣替代家用鍋爐中使用的天然氣，發(fā)電，以及在特別晴朗和多風(fēng)的日子里儲存風(fēng)能和太陽能等可再生能源產(chǎn)生的多余電力。

在荷蘭最北端的埃姆斯哈文，瑞典能源公司Vattenfall正在探索，能否在2025年將一座燃氣發(fā)電廠部分成功轉(zhuǎn)化使用氫燃料。

其直接效果將是減少該工廠的排放，但更廣泛的目的是探索過剩的可再生電力能否在儲存前通過電解（這一過程也需要用水）生產(chǎn)出氫。然后，可以在冬天，或在風(fēng)力、太陽能不能發(fā)電的時候，再次將氫用來發(fā)電。

Vattenfall項目經(jīng)理杰弗瑞·哈斯佩爾斯（Jeffrey Haspels）表示：“隨著電力系統(tǒng)中可再生能源不斷增加，對靈活發(fā)電能力和季節(jié)性存儲的需求將日益增加。”

挪威石油公司Equinor、三菱日立電力系統(tǒng)公司和荷蘭能源網(wǎng)絡(luò)公司Gasunie也參與到這個項目中。然而，該項目也突顯了使用氫的一些挑戰(zhàn)，特別是成本。

全球主要能源需求強勁增長

哈斯佩爾斯估計，整個價值鏈的成本將達到“10億歐元以上”，包括氫的生產(chǎn)、儲存、運輸和工廠改造的各個階段。最終的投資決定將于2022年做出，這取決于荷蘭政府的補貼。

他表示，就這一項特別的試驗而言，我們會從天然氣中生產(chǎn)出氫，因為“荷蘭目前還沒有足夠的可再生能源”，預(yù)計未來的項目將使用電解的方式。

目前，氫已經(jīng)可以廣泛地從化石燃料中生產(chǎn)出來，每年大約有7000萬噸，用于制造化肥或用于煉油，但這一過程污染嚴重。國際能源署表示，每年制氫過程的二氧化碳排放量約為8.3億噸，相當于英國和印尼的碳排放量之和。

為了讓氫變得“清潔”，必須捕獲排放物，并在碳酸飲料生產(chǎn)等過程中重復(fù)使用，或者將其儲存在近海枯竭的油田和氣田中。許多專家認為，這仍將是在工業(yè)規(guī)模上生產(chǎn)低排放氫的最具成本效益的方法，盡管碳捕獲利用和存儲技術(shù)本身也存在成本挑戰(zhàn)。

國際能源署能源技術(shù)政策主管帖木兒·蓋爾（Timur Guel）表示：“人們必須認識到，所有這些新的勢頭和所有有關(guān)氫的討論，并不意味著挑戰(zhàn)突然就不存在了。”

企業(yè)們承認，早期項目需要政府資金的支持，但太陽能和風(fēng)能等其他綠色技術(shù)的成本大幅下降讓人樂觀地認為，氫發(fā)電也可能出現(xiàn)同樣的情況。

三菱日立電力系統(tǒng)歐洲公司（Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe）副總裁兼研發(fā)主管埃馬紐埃爾·卡卡拉斯（Emmanouil Kakaras）表示，隨著一些國家碳排放稅或排放計劃的實施，排放二氧化碳的成本上升，氫項目可能也會開始具有競爭力。

“我們必須將這些氫技術(shù)與我們所說的避免二氧化碳排放的成本掛鉤。”他補充道。Equinor負責風(fēng)能和低碳發(fā)展的高級副總裁斯蒂芬·布爾（Stephen Bull）表示，在更多國家效仿法國、挪威、瑞典和英國等采取凈零排放目標的世界里，我們將不得不尋求更多替代品取代化石燃料。

“這超出了正常的業(yè)務(wù)范圍。我們?yōu)殡娏κ袌鲋贫ǖ拿撎紤?zhàn)略相對成功，但離實現(xiàn)零碳世界還差得很遠。這正是我們認為氫可以發(fā)揮重要作用的地方?！?/p>