氫能可以使能源需求與氣候問(wèn)題協(xié)調(diào)嗎

　　隨著世界努力應(yīng)對(duì)氣候變化，在電氣化方面苦苦掙扎的行業(yè)正在尋找新的技術(shù)解決方案，以確保平穩(wěn)過(guò)渡并幫助他們朝著《巴黎協(xié)定》概述的目標(biāo)邁進(jìn)。氫技術(shù)代表了一個(gè)有前途的，多方面的途徑，可以為許多行業(yè)提供一種新戰(zhàn)略，以應(yīng)對(duì)向凈零排放的過(guò)渡。但是，當(dāng)前的部署成本似乎是廣泛采用的最大障礙。

　　作為一種更新的低碳技術(shù)，氫氣可以應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)，包括交通運(yùn)輸和工業(yè)加工，例如電力和供暖。對(duì)于面臨脫碳挑戰(zhàn)的行業(yè)或國(guó)家，氫氣可以與天然氣混合，將現(xiàn)有的天然氣網(wǎng)格過(guò)渡到脫碳。也可以通過(guò)氣態(tài)管道或液化船運(yùn)輸。氫技術(shù)作為能源載體的最吸引人的特點(diǎn)之一是它的適應(yīng)性和多功能性。此外，現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施可以多種方式生產(chǎn)，存儲(chǔ)和運(yùn)輸能源，并且可以從可再生和不可再生資源中提取氫氣。氫還可以轉(zhuǎn)化為甲烷和電力以供家庭使用，也可以轉(zhuǎn)化為燃料以供流動(dòng)。氫氣是存儲(chǔ)可再生能源產(chǎn)生的多余能量的首選方法之一-使用水電解技術(shù)，多余的可再生電能用于將水分解為氧氣和氫氣，然后將其存儲(chǔ)在儲(chǔ)罐中。氫氣具有所有燃料中最高的能量含量，因?yàn)樗哂幸陨倭繗錃獯鎯?chǔ)大量能量的能力。結(jié)果，該技術(shù)預(yù)計(jì)將成為一種低成本的選擇長(zhǎng)期儲(chǔ)存能量，使可再生能源成為更廣泛采用的更具吸引力的能源。

　　燃料電池的發(fā)電由于其受控的環(huán)境而提高了效率，從而使氫緩慢燃燒并產(chǎn)生更少的廢物。有三種形式的氫可采?。夯疑{(lán)色和綠色。灰色氫是目前最便宜的形式，主要來(lái)自天然氣。較清潔的版本藍(lán)色氫捕獲，存儲(chǔ)和再利用釋放的碳排放量，但仍使用天然氣。最清潔的綠色氫氣是由可再生能源產(chǎn)生的。使用核電廠作為熱源也引起了極大的興趣，這使得制氫更加經(jīng)濟(jì)。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的易卜拉欣·哈米斯(Ibrahim Khamis)博士的說(shuō)法，利用核能生產(chǎn)氫可以大大減少了煤炭發(fā)電和對(duì)石油燃料汽車(chē)的依賴。

　　多年來(lái)，氫的生產(chǎn)經(jīng)歷了顯著的增長(zhǎng)，隨著成本的持續(xù)下降和基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)一步發(fā)展，氫的生產(chǎn)預(yù)計(jì)將在包括電力行業(yè)和交通運(yùn)輸在內(nèi)的各個(gè)行業(yè)中占有更大的份額。麥肯錫公司(McKinsey&Co.)進(jìn)行的分析表明，到2050年，氫氣的年需求量可能會(huì)增加十倍，這一想法得到了能源轉(zhuǎn)型委員會(huì)(ETC)的研究的支持。ETC還預(yù)測(cè)，制氫市場(chǎng)每年將達(dá)到425-6.5億噸。自2005年以來(lái)，全球氫產(chǎn)量已從4000萬(wàn)噸增加到今天的約6000萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)市場(chǎng)價(jià)值將從2017年的1030億美元增加到2026年的約2070億美元盡管氫氣在能源轉(zhuǎn)型中具有潛在作用，但仍存在一些技術(shù)挑戰(zhàn)，阻礙了其廣泛整合到各個(gè)領(lǐng)域，包括存儲(chǔ)，運(yùn)輸，最終用途，最重要的是氫氣生產(chǎn)成本。綠氫的成本驅(qū)動(dòng)因素主要是與電解過(guò)程中使用的可再生能源相關(guān)的成本，以及電解本身的成本。電解是通過(guò)電流通過(guò)分離組成水(氫和氧)的分子的過(guò)程來(lái)產(chǎn)生的電能。

　　灰色氫氣的價(jià)格約為每公斤1.50歐元，這是由天然氣價(jià)格驅(qū)動(dòng)的。藍(lán)氫的成本不僅受到天然氣價(jià)格的影響，而且還受到捕獲，再利用或儲(chǔ)存碳排放的成本的影響，目前每噸二氧化碳的成本為50-70歐元;隨著碳排放量的增加，藍(lán)色和灰色氫之間的價(jià)格差距有望縮小。氫是市場(chǎng)上較昂貴的選擇之一，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，人們希望價(jià)格會(huì)下降，從而使其成為更實(shí)惠和更具競(jìng)爭(zhēng)力的選擇。如果對(duì)碳定價(jià)，則氫也可能是更可行的選擇，這會(huì)使碳密集型能源生產(chǎn)更加昂貴。綠色氫目前的成本每公斤3.5-5歐元，但是可再生能源的成本迅速下降，而從廣義上講，所產(chǎn)生的電力成本可能會(huì)比預(yù)期更快地降低綠色氫氣的成本。根據(jù)麥肯錫公司(McKinsey&Co.)的估計(jì)，隨著產(chǎn)能的增加和技術(shù)的擴(kuò)展，設(shè)備的成本應(yīng)下降9%至13%，盡管生產(chǎn)成本仍將保持在1美元/公斤左右，這相當(dāng)于從長(zhǎng)期來(lái)看，每桶石油價(jià)格為45美元，不包括分銷(xiāo)成本。