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藍(lán)氫已經(jīng)被化石燃料公司作為一種脫碳手段推廣，并受到政策制定者的高度重視。但有一個(gè)重大的風(fēng)險(xiǎn)是，藍(lán)色氫可能會(huì)把社會(huì)鎖在持續(xù)的溫室氣體排放中。
藍(lán)色氫，曾經(jīng)是一個(gè)大多數(shù)人不熟悉的術(shù)語(yǔ)，現(xiàn)在是能源和氣候爭(zhēng)論的中心。作為實(shí)現(xiàn)凈零氣候目標(biāo)努力的一部分，藍(lán)氫是指從化石燃料中制造氫，并捕獲和儲(chǔ)存相關(guān)的碳排放。化石燃料行業(yè)承諾，藍(lán)氫可以在工業(yè)、建筑和交通領(lǐng)域取代石油和天然氣，同時(shí)避免有害的溫室氣體排放。
歷史在重演嗎?
氫燃料目前似乎正處于“炒作周期”的頂峰，商業(yè)利益和媒體的預(yù)期被夸大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了它們可能的影響。從2002年到2009年，氫氣的熱潮在很大程度上是基于在交通運(yùn)輸中使用氫氣，但幾乎沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。
氫氣的種類(lèi)有很多種:黑色的氫氣來(lái)自煤，棕色的氫氣來(lái)自褐煤，灰色的氫氣來(lái)自天然氣，綠色的氫氣來(lái)自電解的可再生電力，粉色的氫氣來(lái)自核能驅(qū)動(dòng)的電解，藍(lán)綠色的氫氣來(lái)自甲烷的熱解過(guò)程。最后，藍(lán)色氫主要由天然氣通過(guò)一種叫做蒸汽重整的過(guò)程產(chǎn)生。只有綠色、粉色和綠松石色的氫是真正的零碳，而黑色、灰色和棕色的氫比化石燃料的碳密度更高。如果沒(méi)有碳捕獲和儲(chǔ)存(CCS)，藍(lán)色氫的排放量也將高于化石氣體的排放量，因?yàn)樯a(chǎn)氫和碳捕獲需要額外的能源。
顯然，化石燃料行業(yè)在維持現(xiàn)有商業(yè)模式方面有著既得利益，而對(duì)藍(lán)色氫的大力支持更多的是為了自我保護(hù)，而不是氣候保護(hù)。我們以前也見(jiàn)過(guò)這種情況:當(dāng)煤炭行業(yè)面臨減排壓力時(shí)，它承諾使用潔凈煤。經(jīng)過(guò)多年的試點(diǎn)項(xiàng)目和對(duì)燃煤電廠CCS的大量公共投資，位于加拿大薩斯喀徹溫省的邊界大壩電站只有一個(gè)115兆瓦的商業(yè)運(yùn)營(yíng)設(shè)施。其主要目的是為Weyburn油田提供一種低成本的二氧化碳來(lái)源，以提高石油采收率。在美國(guó)，佩特拉諾瓦(Petra Nova)是最后一家采用CCS技術(shù)運(yùn)營(yíng)的商業(yè)燃煤電廠，在通過(guò)《美國(guó)復(fù)蘇與再投資法案》(American Recovery and Reinvestment Act)獲得1.63億美元的公共補(bǔ)貼后，已于2021年退役。歐盟花費(fèi)5.87億歐元支持清潔煤炭的發(fā)展。現(xiàn)在，歐盟委員會(huì)的網(wǎng)站上說(shuō)，“即使有支持性的歐盟法規(guī)和共同資助的機(jī)會(huì)，碳捕獲和儲(chǔ)存的發(fā)展速度仍未達(dá)到預(yù)期?！钡拇_，經(jīng)過(guò)30年的公眾支持和多個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，CCS并沒(méi)有像預(yù)期的那樣發(fā)展，而現(xiàn)在存在的CCS主要支持增加化石燃料的開(kāi)采。
當(dāng)然，過(guò)去并不總是預(yù)示未來(lái)的好兆頭。也許藍(lán)氫會(huì)像預(yù)期的那樣發(fā)展;也許不是。更高的碳價(jià)格可能會(huì)使投資更具吸引力，最近歐洲的碳價(jià)格達(dá)到每噸二氧化碳60歐元。但是，如果說(shuō)我們從清潔煤炭的歷史中學(xué)到了什么的話，那就是化石燃料行業(yè)和政府的巨大期望和承諾不一定能保證以化石為基礎(chǔ)的低碳技術(shù)落地。批判性思維和基于證據(jù)的決策應(yīng)該應(yīng)用于整個(gè)能源系統(tǒng)，包括藍(lán)氫。
藍(lán)色氫的第二個(gè)問(wèn)題是殘余排放
就在英國(guó)政府于2021年8月推出其氫戰(zhàn)略的幾天前，能源專家(豪沃思和雅各布森)的新研究發(fā)布了一個(gè)嚴(yán)厲的警告，如果泄漏率高，那么藍(lán)色氫的總排放量可能會(huì)超過(guò)燃燒化石氣體和煤炭的排放量。這部分是由于運(yùn)行捕獲過(guò)程需要額外的能量。即使低泄漏和高捕獲率，仍然會(huì)有殘余的碳排放。英國(guó)氣候變化委員會(huì)(Committee on Climate Change)認(rèn)為，剩余排放量可能在15%至40%之間。
不可避免的殘余排放意味著，雖然與現(xiàn)有的化石燃料使用相比，藍(lán)氫可以實(shí)現(xiàn)顯著的碳減排，但它仍會(huì)導(dǎo)致溫室氣體排放。因此，藍(lán)氫可能永遠(yuǎn)不會(huì)成為一種超低碳或零碳技術(shù)，而充其量只是一種通向完全低碳技術(shù)的權(quán)宜之計(jì)。在最壞的情況下，藍(lán)氫可能會(huì)阻礙真正低碳的替代能源的部署。
區(qū)分事實(shí)與虛構(gòu)
石油和天然氣可以被氫取代的說(shuō)法是非常值得懷疑的。到2020年，全世界消耗了458 EJ的石油、天然氣和煤炭。相比之下，僅產(chǎn)生10 EJ的氫。此外，目前只有不到0.7%的氫氣生產(chǎn)來(lái)自于配備了CCS的可再生能源或化石燃料工廠，而且大多數(shù)現(xiàn)有的碳捕獲設(shè)施都沒(méi)有達(dá)到足夠高的捕獲率?，F(xiàn)有碳捕獲設(shè)施的數(shù)據(jù)顯示，平均捕獲效率為78.8%，這意味著超過(guò)20%的碳被釋放到大氣中。
在某些應(yīng)用中，幾乎沒(méi)有氫的替代品:肥料生產(chǎn)就是一個(gè)很好的例子。氫氣在重工業(yè)、船舶、航空和可調(diào)度發(fā)電的高溫過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。這些應(yīng)用加在一起，現(xiàn)在貢獻(xiàn)了全球能源相關(guān)碳排放的三分之二以上。
然而，汽車(chē)和供暖系統(tǒng)將使用藍(lán)色氫的建議是誤導(dǎo)性的。大多數(shù)獨(dú)立分析認(rèn)為氫在這些應(yīng)用中沒(méi)有未來(lái)，至少不會(huì)大規(guī)模應(yīng)用。有更經(jīng)濟(jì)的解決方案來(lái)完成脫碳，如熱泵和電動(dòng)汽車(chē)。由于能夠直接通過(guò)熱泵或電池使用可再生電力，它比生產(chǎn)和燃燒氫氣的效率高得多。
藍(lán)色的氫氣風(fēng)險(xiǎn)
隨著能源系統(tǒng)脫碳的步伐已經(jīng)面臨挑戰(zhàn)，任何拖延都將使全球氣候目標(biāo)面臨風(fēng)險(xiǎn)。在最好的情況下，藍(lán)氫只能為一些能源需求部門(mén)提供部分脫碳解決方案。在最壞的情況下，藍(lán)色氫代表著巨大的金錢(qián)和時(shí)間浪費(fèi)，并可能分散人們對(duì)能源效率、系統(tǒng)電氣化和自然低碳綠色氫開(kāi)發(fā)的明確價(jià)值的關(guān)注。顯然，與藍(lán)氫相關(guān)的鎖定風(fēng)險(xiǎn)是重大的，可能導(dǎo)致減緩氣候變化的延遲。政策制定者應(yīng)該確保只有當(dāng)氫具有明確的系統(tǒng)價(jià)值并且來(lái)自真正的能源時(shí)，它才會(huì)得到支持氫。
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