每年制氫過(guò)程中二氧化碳的排放量約為8.3億噸

國(guó)際能源署表示，每年制氫過(guò)程中二氧化碳的排放量約為8.3億噸，相當(dāng)于英國(guó)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(lái)展示歐洲龐大的工業(yè)部門(mén)如何削減排放的能源項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，這里并不是一個(gè)顯著的地點(diǎn)。

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(dāng)時(shí)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(lái)煮意大利面。

科學(xué)家和企業(yè)一直在吹捧氫，稱(chēng)其是可能替代天然氣等化石燃料的“清潔”能源，因?yàn)闅淙紵龝r(shí)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(jì)的關(guān)鍵部門(mén)實(shí)現(xiàn)脫碳，從工業(yè)、電力到航運(yùn)和運(yùn)輸行業(yè)等部門(mén)。

總部位于巴黎的國(guó)際能源署（IEA）將2019年描述為氫能源達(dá)到“空前勢(shì)頭”的一年，全球出臺(tái)了50項(xiàng)政策或目標(biāo)來(lái)支持其發(fā)展。豐田汽車(chē)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(shí)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。”

氫的需求增長(zhǎng)（單位：百萬(wàn)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(guó)家天然氣公司（SNAM）這項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月的試點(diǎn)項(xiàng)目是第一個(gè)在歐洲測(cè)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(yán)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(lái)項(xiàng)目中氫的使用比例，他們認(rèn)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(shí)確保未來(lái)資產(chǎn)的保值。

未來(lái)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(guó)國(guó)家電網(wǎng)（National Grid of The UK）和豐田（Toyota）在內(nèi)的多家大公司計(jì)劃在全球各地開(kāi)展氫氣項(xiàng)目，SNAM項(xiàng)目只是其中之一。

對(duì)于能源巨頭來(lái)說(shuō)，可從化石燃料中生產(chǎn)的氫，可能為他們的天然氣儲(chǔ)備提供一種功能保障的途徑，因?yàn)樵谶@樣一個(gè)環(huán)境中，越來(lái)越多的政府正在采取相關(guān)政策結(jié)束對(duì)全球變暖的貢獻(xiàn)。

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

國(guó)際能源署的數(shù)據(jù)顯示，豐田Mirai等氫燃料電池汽車(chē)去年的銷(xiāo)量?jī)H為11200輛，與純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力車(chē)等其它低排放汽車(chē)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?yàn)闅淙剂显诤艽蟪潭壬献鳛橐环N更清潔的乘用車(chē)燃料使用，而當(dāng)時(shí)的油價(jià)較低，這抑制了消費(fèi)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(diǎn)仍是兩極分化，批評(píng)者質(zhì)疑其成本和安全性。

但是支持氫計(jì)劃的公司希望這次會(huì)有所不同。這一次，清潔的氫，有了很多可能的用途。計(jì)劃中的方案包括：用氫氣為渡輪提供動(dòng)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(chǔ)存風(fēng)能和太陽(yáng)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?xì)獍l(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(guò)剩的可再生電力能否在儲(chǔ)存前通過(guò)電解（這一過(guò)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(yáng)能不能發(fā)電的時(shí)候，再次將氫用來(lái)發(fā)電。

Vattenfall項(xiàng)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(duì)靈活發(fā)電能力和季節(jié)性存儲(chǔ)的需求將日益增加?！?/p>

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(gè)項(xiàng)目中。然而，該項(xiàng)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(qiáng)勁增長(zhǎng)

哈斯佩爾斯估計(jì)，整個(gè)價(jià)值鏈的成本將達(dá)到“10億歐元以上”，包括氫的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和工廠改造的各個(gè)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(bǔ)貼。

他表示，就這一項(xiàng)特別的試驗(yàn)而言，我們會(huì)從天然氣中生產(chǎn)出氫，因?yàn)椤昂商m目前還沒(méi)有足夠的可再生能源”，預(yù)計(jì)未來(lái)的項(xiàng)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(lái)，每年大約有7000萬(wàn)噸，用于制造化肥或用于煉油，但這一過(guò)程污染嚴(yán)重。國(guó)際能源署表示，每年制氫過(guò)程的二氧化碳排放量約為8.3億噸，相當(dāng)于英國(guó)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(guò)程中重復(fù)使用，或者將其儲(chǔ)存在近?？萁叩挠吞锖蜌馓镏小ＴS多專(zhuān)家認(rèn)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(chǔ)技術(shù)本身也存在成本挑戰(zhàn)。

國(guó)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(rèn)識(shí)到，所有這些新的勢(shì)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?！?/p>

企業(yè)們承認(rèn)，早期項(xiàng)目需要政府資金的支持，但太陽(yáng)能和風(fēng)能等其他綠色技術(shù)的成本大幅下降讓人樂(lè)觀地認(rèn)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(guó)家碳排放稅或排放計(jì)劃的實(shí)施，排放二氧化碳的成本上升，氫項(xiàng)目可能也會(huì)開(kāi)始具有競(jìng)爭(zhēng)力。

“我們必須將這些氫技術(shù)與我們所說(shuō)的避免二氧化碳排放的成本掛鉤?！彼a(bǔ)充道。Equinor負(fù)責(zé)風(fēng)能和低碳發(fā)展的高級(jí)副總裁斯蒂芬·布爾（Stephen Bull）表示，在更多國(guó)家效仿法國(guó)、挪威、瑞典和英國(guó)等采取凈零排放目標(biāo)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?chǎng)制定的脫碳戰(zhàn)略相對(duì)成功，但離實(shí)現(xiàn)零碳世界還差得很遠(yuǎn)。這正是我們認(rèn)為氫可以發(fā)揮重要作用的地方?！?/p>