深入：綠色氫的零排放悖論

環(huán)境科學(xué)家Kiane de Kleijne不僅研究了綠色氫的好處，還研究了與生產(chǎn)和運輸綠色氫相關(guān)的排放。

"綠色氫通常（但肯定不是總是）導(dǎo)致二氧化碳增加。"這一說法是基于來自內(nèi)梅亨大學(xué)和埃因霍溫理工大學(xué)的Kiane de Kleijne在《自然能源》雜志（Nature Energy）上發(fā)表的研究。“如果你計算綠色氫生產(chǎn)和運輸?shù)恼麄€生命周期，二氧化碳的收益可能令人失望。然而，如果綠色氫是由非常清潔的電力和在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的，它可以真正幫助減少排放。”

全生命周期排放

人們普遍認(rèn)為，綠色氫可以為減少溫室氣體排放做出重大貢獻(xiàn)。歐盟計劃到2030年生產(chǎn)1000萬噸綠色氫，并再進(jìn)口1000萬噸。

環(huán)境科學(xué)家Kiane de Kleijne目前在工業(yè)工程與創(chuàng)新科學(xué)學(xué)院的技術(shù)、創(chuàng)新與社會小組做博士后工作，她說：

“綠色氫由于其通用性和廣泛的應(yīng)用而具有巨大的技術(shù)潛力。但不幸的是，我仍然預(yù)見到其發(fā)展道路上的一些顛簸。”

對于1000多個計劃中的綠色氫項目，De Kleijne計算了與生產(chǎn)綠色氫相關(guān)的溫室氣體排放，包括生產(chǎn)太陽能電池板、風(fēng)力渦輪機和提供電力的電池，以及通過管道或船舶運輸。

“綠色氫是通過在電解槽中使用綠色電力將水分解成氧氣和氫氣而產(chǎn)生的。然后你可以用氫氣作為原材料或燃料。從天然氣中提取的氫已經(jīng)被廣泛用作原料，例如，在化學(xué)工業(yè)中生產(chǎn)用于肥料的甲醇和氨。”

綠色氫的優(yōu)點是，在分解水時，除了氫，只釋放氧氣，不釋放二氧化碳。

研究人員說：“然而，這確實需要大量的綠色電力。只有使用綠色電力，比如風(fēng)能或太陽能，才能減少排放。”

“但即便如此，僅制造風(fēng)力渦輪機和太陽能電池板的排放量就相當(dāng)可觀。如果你以這種方式看待整個生命周期，綠色氫通常（但肯定不是總是）會導(dǎo)致二氧化碳的增加。當(dāng)使用風(fēng)能而不是太陽能時，二氧化碳的排放通常更高。”

“這將在未來進(jìn)一步改善，因為更多的可再生能源將被用于制造風(fēng)力渦輪機、太陽能電池板和電解槽的鋼材。”

氫的運輸

氫的生產(chǎn)在有很多陽光或風(fēng)的地方導(dǎo)致最低的排放，比如巴西或非洲。缺點是，這些氫氣必須被運送到歐洲。這在技術(shù)上具有挑戰(zhàn)性，并可能產(chǎn)生大量額外的排放。

環(huán)境科學(xué)家Kiane de Kleijne說：“長途運輸綠色氫對總排放量的貢獻(xiàn)如此之大，以至于在遙遠(yuǎn)的有利地點生產(chǎn)的大部分二氧化碳都被抵消了。”

對于短距離，管道運輸?shù)呐欧潘坪跏亲畹偷?，而運輸液氫是長距離的最佳選擇。

零排放悖論

根據(jù)這位科學(xué)家的說法，關(guān)鍵的信息是我們不應(yīng)該聲稱像綠色氫這樣的技術(shù)是完全零排放的。

目前的計算方法構(gòu)成了法規(guī)的基礎(chǔ)，通常不考慮生產(chǎn)氫氣所需的排放，如太陽能電池板和電解槽，或運輸過程中的氫氣泄漏。

在這些情況下，綠色氫似乎不會產(chǎn)生任何排放，但事實遠(yuǎn)非如此。

“通過觀察整個生命周期的排放，我們可以在技術(shù)之間做出更好的權(quán)衡，并確定在供應(yīng)鏈中可以改進(jìn)的地方。”

環(huán)境科學(xué)家Kiane de Kleijne