绿氢能否成为实现碳中和的关键？

使用可再生能源从水中生产氢的绿氢正在全球范围内兴起，绿氢推动者表示氢燃料在长途货运、航空和重型制造业等难以电气化的经济领域的脱碳中可能发挥重要作用。耶鲁大学环境360网站发表署名Jim Robbins的文章，标题为《绿氢：能否成为零碳经济的关键？》（Green Hydrogen: Could It Be Key to a Carbon-Free Economy?），文章观点摘要如下：

绿氢是氢能源领域的新生事物，因为是用可再生能源制造的，所以不会排放二氧化碳。此外，使用可再生能源制造燃料可以帮助解决困扰风能和太阳能的间歇性问题，因此本质上也是一种高效的储能方式。当可再生能源的需求量很低时，在春季和秋季，多余的电力可以用来电解氢，然后再对氢进行储存或通过管道输送。这些优势正在推动人们对全球绿氢的兴趣日益增长。在欧洲、中东和亚洲，越来越多的国家和公司正在接受这种高质量的燃料。

沙特阿拉伯正在红海沙漠中建造一座名为Neom的未来气派的城市。这座耗资5000亿美元的城市，将包括飞行出租车和机器人家政服务，可容纳100万人居住。什么样的能源产品既能为这座城市供电，又能向全世界销售？沙特没有选择石油，反而正准备大力发展“绿氢”这种无碳排放燃料，且利用可再生电力进行水电解制造氢。

今年夏天，美国大型天然气公司Air Products Chemicals宣布，作为Neom城市建设项目的一部分，该公司在过去四年中一直在沙特阿拉伯建造一座绿色氢气工厂。这座电站由遍布沙漠的风能和太阳能项目提供4GW的电力，号称是世界上最大的绿氢项目，还有更多的绿氢工厂正在沙特筹划之中。

并不是只有沙特人相信绿氢是能源未来的下一件大事，全世界都在掀起一股绿色氢气热潮。许多公司、投资者、政府和环保人士认为，氢能有助于结束化石燃料的统治，减缓全球变暖的轨迹。虽然风能和太阳能可以为家庭和电动汽车提供电力，但绿氢可能是混凝土和钢铁制造等高耗能行业以及交通运输行业中较难实现电气化的理想能源。

德国《国家氢能战略》正式发布

在欧洲，各国经济承受着高昂的能源价格，并且严重依赖俄罗斯的天然气。为此，欧洲正在为电解工厂和其他氢能基础设施的建设提供资金以发展绿氢。德国已将其清洁能源刺激资金的最大份额分配给绿氢。欧盟委员会在7月份的一份战略文件中写道：“绿氢可以弥补全面脱碳经济中缺失的部分。”

在日本，一个新的绿氢工厂刚刚在福岛附近开业，是世界上最大的一个。这是一个有意象征性的位置，因为该电厂靠近2011年福岛核电站事故现场。

澳大利亚西部Broome附近的亚洲可再生能源中心项目位置示意图。图片：AREH / Google地图

10月26日，澳大利亚一家能源财团宣布，自2014年开始计划在澳大利亚西部皮尔巴拉附近建设的名为亚洲可再生能源中心（AREH, Asian Renewable Energy Hub）的项目第一个15GW阶段获得了西澳大利亚州政府的环境批准。该项目计划安装1600台大型风电机组和占地30平方英里的太阳能光伏电厂，总装机容量有望达到26GW。

AREH项目时间线

AREH位置示意图，黑线为风机布局线

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AREH项目除了3GW电力供当地使用外，其他高达23GW的产能将用于生产绿色氢和绿色氨，该工厂所生产的绿氢将出口给新加坡。（该项目在其10年的建设过程将支持20000多个直接和间接工作，随着从2027年开始运营，将提供数千个永久性工作。满负荷生产时可提供高达100 TWh的电力供澳大利亚国内和出口。）

绿氢的能量密度是传统喷气燃料的三倍，使其成为一种很有前途的飞机零排放技术。但是欧洲飞机制造商空中客车公司（Airbus）最近发表声明称，航空领域氢还需要解决几个重要问题，包括如何将氢储存在飞机上、基础缺乏氢相关基础设施以及成本问题。专家们说，要解决这些问题，还需要发展新的技术。

空客认为氢动力飞机可能会在2035年之前飞行

尽管如此，空中客车公司认为绿氢将在航空运输的脱碳中发挥重要作用。空中客车零排放飞机部门副总裁 Glen Llewellyn 表示：“为使零排放飞行成为现实，绿氢的成本竞争力和建立跨行业合作至关重要。” 他说，氢动力飞机可能会在2035年之前飞行。

在能源价格低廉的美国，绿氢的成本大约是天然气的三倍，尽管这一价格还没有考虑到化石燃料对环境的破坏。但是，绿氢的价格正在不断下降，预计10年后，绿氢的成本将与美国的天然气价格相当。

洛杉矶水电局推动绿氢项目

美国绿氢发展的主要推动力是加州积极推动向碳中和未来迈进。例如，洛杉矶水电局正在帮助资助犹他州绿色氢燃料发电厂的建设，计划于2025年上线并取代两座容量1800MW的老旧燃煤电厂并为南加州生产电力。

一家名为SGH2的公司最近宣布，它将在加利福尼亚南部建造一座大型绿氢工厂。但是，这家工厂不使用电解水的方法，而是使用废弃物气化方法，将多种类型的废弃物加热至高温，从而将其还原为分子化合物。这些分子再与氢结合，SGH2声称其制氢成本比电解更便宜。 

美国西部多州氢能联盟成立目的是推动交通领域的脱碳

美国加州官员认为绿氢可替代柴油车辆所使用的化石燃料。加州于2009年通过了《低碳燃料标准》，以推广电动汽车和氢动力汽车。上个月，一批重型汽车和能源行业的官员组建了美国西部多州氢能联盟（ Western States Hydrogen Alliance），敦促迅速部署氢燃料电池技术和基础设施，以取代卡车、公共汽车、机车和飞机所使用的柴油。今年早些时候，美国能源部宣布投资1亿美元推动氢能技术研发，帮助开发大型、经济实惠的电解槽，并为长途卡车开发新的燃料电池技术。

GHD的LAVO家用氢能系统

在澳大利亚，新南威尔士大学（University of New South Wales）与一家全球工程公司GHD合作，开发了一种名为LAVO的家用系统，利用家用太阳能在家中生产和储存绿氢，需要时再转换回电能。

几十年来，人们一直在努力探索氢作为燃料来源的潜力，但这项技术暂未得到大规模推广。氢能怀疑论者认为，绿氢技术的广泛采用面临着严重的障碍，最明显的是氢燃料需要可再生能源才能实现绿色，这需要大规模扩大可再生能源发电来为氢电解厂提供电能。而且缺乏运输管道，绿氢也难于储存和运输。在很多地方，比如美国，氢比其他燃料如天然气等要贵得多。

也有一些氢怀疑者表示氢的安全性也是一个大问题，比如压力过大，容易泄露从而引发爆炸等风险。尽管如此，绿氢仍然“像魔术般地控制着技术乐观主义者的想象力。” 有机构预估如要生产足够的绿氢来满足全球四分之一的能源需求，所需电力将超过目前世界上所有能源的发电量，其生产和储存方面需要投入11万亿美元。所以，目前氢能应用主要只是针对一些无法脱碳和使用电力的重点领域，比如重型制造业、长途卡车运输以及货船和飞机的燃料替代。CWEA

来源：耶鲁e360、国际能源小数据公众号

原文参考：https://e360.yale.edu/features/green-hydrogen-could-it-be-key-to-a-carbon-free-economy

https://asianrehub.com/about/  26GW可在能源项目AREH, Asian Renewable Energy Hub

https://www.pv-magazine.com/2020/10/26/australias-26-gw-asian-renewable-energy-hub-plan-gains-momentum/

https://asianrehub.com/wp-content/uploads/2017/11/AREH_Site-Location.pdf

https://www.airbus.com/newsroom/stories/hydrogen-aviation-understanding-challenges-to-widespread-adoption.html 空客关于氢在航空领域应用的声明

https://www.h2-view.com/story/western-state-hydrogen-alliance-launched-for-rapid-deployment-of-heavy-duty-hydrogen-vehicles/ 西部州氢能联盟

https://reneweconomy.com.au/australian-led-venture-takes-next-step-towards-residential-solar-hydrogen-storage-system-46685/

综合：风能专委会CWEA公众号、产业研究部

参考链接