白氢、绿氢和蓝氢是什么，它们能帮助应对气候变化吗？- 彭博社

David R Baker

日本神户的氢气加注站。

摄影师：Buddhika Weerasinghe/Bloomberg在限制气候变化方面的基本策略是用风能、太阳能或其他清洁能源发电，以电力驱动一切。但问题是：有些东西不能轻易地用电力运行。想想钢铁厂、水泥厂和长途客机 —— 它们需要一种可以储存和燃烧的清洁燃料，有时需要在高温下燃烧。这就是氢气的用武之地。取决于你问的是谁，这项备受争议的技术要么是减少温室气体排放难题的关键一环，要么是一个价格过高、被过度炒作的干扰因素。不过，目前，这个行业正在等待政府税收优惠和补贴的详细指导，这些措施有可能使氢气首次变得可行。等待详细指导。

1. 为什么选择氢气？

电力无法提供制造钢铁或混凝土等工业过程所需的高温。同样，飞机和船只可以在短途飞行时使用电力，但尚无法提供长途飞行所需的电池。氢气可以解决这些难以减排的情况。它可以燃烧而不产生二氧化碳，或者可以被输送到一种称为燃料电池的设备中，通过电化学反应而非燃烧产生电力。飞机、货船和火车可以理论上使用与氢气储罐配对的燃料电池运行，使它们有办法消除碳排放而无需停下来充电。

2. 氢气是如何制造的？

氢气是宇宙中最丰富的元素，但通常必须从其他化合物中提取出来作为燃料使用。有不同类型的氢气，通过一个色轮来标记不同生产氢气方式的不同颜色：

  • 灰色氢： 今天制造的绝大多数氢气都是从天然气中提取出来的，这个过程会释放二氧化碳。这被称为灰色氢。
  • 蓝色氢： 从灰色氢中捕获二氧化碳，而不是让它排放到大气中，就得到了蓝色氢。例如，德国计划通过从挪威的管道进口蓝色氢来推动向氢气转变，然后在未来转向更清洁的氢气生产方法。

3. 其他类型是什么？

  • 绿色氢： 绿色氢来自使用可再生能源来运行一个称为 电解槽 的机器，将水分解成氢气和氧气 —— 一个不产生温室气体的过程。
  • 粉色氢： 使用核能来运行电解槽，就是粉色氢。
  • 白色氢： 许多公司也在寻找天然存在的地下氢气储藏 —— 有时被称为 白色氢、金色氢或地质氢。

灰色氢是目前生产成本最低廉的氢类型，根据彭博新能源财经分析，每公斤成本为0.98美元至2.93美元。蓝色氢目前的成本为每公斤1.80美元至4.70美元，而绿色氢的成本则可能在每公斤4.50美元至12.00美元之间。但彭博新能源财经预计，到2035年，绿色氢将在全球大部分地区的价格低于灰色氢。

4. 为什么氢引发了如此激烈的争论？

广泛使用氢需要全新的基础设施来生产燃料、将其运输给客户并燃烧。一个钢铁厂不能简单地将氢气注入设计用于燃煤的高炉中，一个发电厂也不能在为天然气设计的涡轮机中燃烧氢气。转换将需要新的设备——这是一笔巨大的前期支出。在为天然气设计的管道中运输氢气是棘手的，因为氢气可能会通过设计用于容纳更大甲烷分子的密封件泄漏。泄漏到大气中的氢气会起到一种间接温室气体的作用，触发化学反应，可能会困住热量。其他一些移动氢气的方法，比如超低温压缩，需要大量能源且成本高昂。随着供应逐渐上线，目前尚不清楚需求是否会存在。到目前为止，化工制造商占宣布的将工厂改造以燃烧氢气的项目的三分之二，而其中许多项目尚无启动日期。然而，氢气的多功能性——它有潜力使多个行业脱碳，有时以多种方式——引起了广泛范围内初创公司、大型石油公司和工业气体供应商的兴趣。

5. 非信徒是谁？

从零开始建立基于氢的经济面临许多障碍，怀疑者质疑这是否可能发生，或者是否应该发生。电解器的巨大成本和可再生能源的变化性将使绿色氢在短期内很难竞争。这种动态导致英国对冲基金Argonaut Capital Partners的创始人称短期氢投资为“完全浪费时间。” 与此同时，一些环保主义者将氢标记为气候变化的“虚假解决方案”，称灰色和蓝色氢只会延长天然气的使用，而绿色氢则会对水资源造成压力。上世纪2000年代末和2010年代初的一波氢热情 —— 主要集中在将燃料用于汽车，并在很大程度上由丰田汽车公司推动 —— 在消费者忽视这些车辆的情况下逐渐消退。现在，卡车燃料电池受到重新关注。

6. 氢气最终会被采用吗？

也许会。美国和欧盟已将氢气作为其减碳计划的关键部分，并且它们正在提供大量财政激励来增加生产。根据BNEF的数据，截至2023年年中，全球氢项目的可用补贴总额超过了2800亿美元，比2022年底增加了43%。在美国，通胀削减法案提供每公斤高达3美元的生产税收抵免，尽管生产商仍在等待有关每种氢气生产方法可获得多少补贴的详细信息。美国政府还计划投入至少70亿美元在全国范围内建立一系列氢气枢纽，将新的氢气生产与希望使用这种燃料的公司配对。欧盟计划到2030年生产1000万吨绿色氢气，并进口另外1000万吨。中国提供对新的清洁氢项目的资本支出的15%补贴，每个项目的上限约为4100万美元，尽管BNEF估计这种激励太低，不会产生太大影响。国际能源署的2050年净零排放路线图要求氢气在那一年为全球能源需求的10%。

7. 谁正在建设氢经济？

像布鲁姆能源公司和普拉格动力公司这样的设备制造商销售电解器和燃料电池，而普拉格还在建设自己的氢生产工厂。这些企业面临来自中国的竞争，那里的公司如隆基绿色能源科技有限公司和山东赛克赛斯氢能源正在寻求扩大自己电解器的国际销售。工业气体公司如空气液化公司将氢看作是其现有业务的自然延伸。而已经在其炼油厂使用氢气的石油公司也加入了这场竞赛。雪佛龙公司最近宣布已购买了预计将成为犹他州世界上最大的氢生产和储存设施的78%股权。尽管未披露财务条款，但该项目已从美国能源部获得了5.04亿美元的贷款。此外，劳斯莱斯和航空公司易捷航空去年表示他们已成功测试了一种使用氢气而不是喷气燃料的喷气发动机。

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