綠色氫是一種新興的解決方案，它是通過電解使用可再生能源生產(chǎn)的氫燃料，作為促進難以減排部門脫碳的關鍵因素，它越來越受歡迎。

　　世界經(jīng)濟論壇的報告強調(diào)，這是亞洲工業(yè)化國家的一個重要考慮因素，這些國家面臨著既要滿足日益增長的能源需求，又要向更清潔、更可持續(xù)的能源轉型的兩難境地。

　　發(fā)表在《自然》雜志上的這項研究調(diào)查了72個國家1000多個計劃中的氫氣工廠。研究人員還歸納了2030年的各國電網(wǎng)混合，為將升溫限制在2°C的政策情景建模。

　　在最樂觀的生產(chǎn)配置下，所有項目的溫室氣體排放中位數(shù)為2.9kg CO2e/kgH2，略低于歐盟標準，但仍高于英國標準。

　　這一數(shù)字不包括運輸相關的排放，這個環(huán)節(jié)將進一步增加1.5-1.8kg CO2e/kgH2的排放量，具體取決于氫燃料是作為液態(tài)氫運輸還是通過氣體管道輸送到目的地。

　　太陽能發(fā)電的排放量只有部分低于美國的限制，這是由于光伏板在整個生命周期內(nèi)的排放量較高。

　　相比之下，風力發(fā)電每KWh(g CO2e/kWh)產(chǎn)生的二氧化碳當量約為34克，而太陽能電池板每KWh產(chǎn)生的二氧化碳當量約為50克。

　　然而，到2050年，大部分氫氣生產(chǎn)預計將來自太陽能光伏，其份額將從2030年的40%上升到60%以上。

　　最優(yōu)功率配置

　　生產(chǎn)模式是另一個問題。進行這項研究的研究人員發(fā)現(xiàn)，無論使用何種能源，“并網(wǎng)：電力出口”的生產(chǎn)結構排放的溫室氣體最少。

　　在上述配置中，可再生能源產(chǎn)生的多余電力被輸出到電網(wǎng)供其他消費者使用，因此不包括在氫氣生產(chǎn)的排放計算中。

　　當考慮不同的電力配置時，“并網(wǎng)：電力出口”配置下的可再生能源使用導致的溫室氣體排放最低。與僅使用電網(wǎng)電力相比，使用核能、過剩的可再生能源和水力發(fā)電所產(chǎn)生的排放也顯著降低。

圖片：Nature Energy（點擊查看大圖）

　　相比之下，“離網(wǎng)棄電”模式產(chǎn)生的額外電力沒有輸出，排放完全歸因于制氫。

　　溫室氣體排放量最高、表現(xiàn)最差的配置是“并網(wǎng)：電力進口”模式，該模式主要依賴化石燃料來源的電網(wǎng)電力來補充間歇性的可再生電力生產(chǎn)。

　　到2023年，中國將成為世界上最大的氫氣生產(chǎn)國，預計未來20年仍將如此。目前，中國的氫氣生產(chǎn)依賴于化石燃料。中國已承諾到2050年將70%的氫氣來自可再生能源。

　　然而，這意味著所需電力的三分之一仍將來自高排放源。

　　該文件強調(diào)：“在電網(wǎng)完全脫碳之前，使用電網(wǎng)中的電力，即使只是為了補充間歇性的可再生電力，也可能導致排放量超過灰氫生產(chǎn)所產(chǎn)生的排放量，從而破壞(綠色氫)項目緩解氣候變化的潛力。”

　　綠色氫被認為是比灰色氫更可持續(xù)的替代品，后者的生產(chǎn)依賴于污染嚴重的煤炭或天然氣。

　　清潔氫有望成為全球向凈零排放過渡的關鍵部分。然而，目前它在經(jīng)濟上還無法與化石燃料競爭。擴大生產(chǎn)和填補約100GW的可再生電力供應缺口，將有助于滿足到2030年的預計需求。

　　隨著對綠色氫和相關基礎設施的投資不斷增加，該研究的作者呼吁對可持續(xù)性標準進行更明確的規(guī)定。

　　報告補充說，目前的法規(guī)假設可再生能源的使用和設備生產(chǎn)是零排放的，這有可能掩蓋綠色氫生產(chǎn)對環(huán)境的真正影響。

　　（素材來自：燃料電池工程 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合）