清潔、高效、可持續(xù)，擁有上述特征的氫能被視作未來脫碳世界的重要能源載體。純氫在自然中并不獨(dú)立存在，為了區(qū)分不同生產(chǎn)來源的清潔程度，人們按照碳強(qiáng)度由高到底標(biāo)注出灰氫、藍(lán)氫和綠氫。主流觀點(diǎn)是，在終極目標(biāo)綠氫（太陽能、風(fēng)能制取的氫能）實(shí)現(xiàn)之前，利用化石能源制造但配以碳捕獲技術(shù)的“藍(lán)氫”是產(chǎn)業(yè)發(fā)展必經(jīng)的過渡階段。
不過，8月12日，康奈爾大學(xué)和斯坦福大學(xué)的研究人員在《能源科學(xué)與工程》發(fā)表的一項(xiàng)新研究顯示，頗受追捧的藍(lán)氫并沒有想象中清潔：藍(lán)氫全生命周期溫室氣體排放強(qiáng)度比燃燒天然氣取暖還要高20%。該論文是首篇經(jīng)設(shè)有同行評議的期刊發(fā)布、關(guān)于藍(lán)氫溫室氣體排放的研究。
作者們在論文中稱，目前大多數(shù)氫氣都是通過蒸汽甲烷重整（SMR）產(chǎn)生（也即灰氫），這種制氫方式碳排放高。越來越多人建議利用碳捕獲和封存技術(shù)（CCS）減少灰氫的碳排放，藍(lán)氫也因此在宣傳中被打上了“低排放”的標(biāo)簽，被看作未來可以替代化石燃料的重要清潔能源。
研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)氫的主要溫室氣體包括二氧化碳和未燃燒的甲烷。即使假設(shè)捕獲的二氧化碳可以永久儲存，因存在大量逃逸性甲烷釋放，藍(lán)氫制取的溫室氣體排放量仍然很高。
該研究稱，假設(shè)天然氣甲烷逃逸率為3.5%，可在大氣中留存約20年，則藍(lán)氫的總二氧化碳排放當(dāng)量比灰氫少9%-12%。但由于碳捕獲和封存需要使用天然氣作為動力能源，藍(lán)氫的逃逸性甲烷排放量高于灰氫；且藍(lán)氫全生命周期溫室氣體排放比燃燒天然氣或煤炭取暖的排放還高約20%。即使將天然氣甲烷逃逸率降低到1.54%，藍(lán)氫的溫室氣體排放仍高于單純?nèi)紵烊粴猓瑑H比灰氫少18%-25%。 
從左至右分別為：灰氫、藍(lán)氫（捕獲SMR產(chǎn)生的二氧化碳但不捕獲燃燒天然氣運(yùn)行SMR設(shè)備時產(chǎn)生廢氣中的二氧化碳）、藍(lán)氫（同時捕獲SMR過程和廢氣中的二氧化碳）、燃燒供熱的天然氣、燃燒供熱的柴油和燃燒供熱的煤
據(jù)彭博新能源（BloombergNEF）估計(jì)，到2030年，全球各地綠氫制取成本可能都將低于藍(lán)氫。而藍(lán)氫所依賴的CCS技術(shù)，多年來推廣困難、成本居高不下。
國際能源署數(shù)據(jù)顯示，相關(guān)投資僅占全球清潔技術(shù)投資的不到0.5%，全球目前有21個CCUS（碳捕捉、利用和封存）項(xiàng)目，每年二氧化碳捕獲能力為4000萬噸。
前述研究的共同作者、康奈爾大學(xué)生態(tài)學(xué)和環(huán)境生物學(xué)教授羅伯特·豪斯（Robert W. Howarth）稱，世界各地的政治家都把賭注押在藍(lán)氫上，將其視為能源轉(zhuǎn)型的解決方案。“我們的研究是首個在有同行評議的期刊發(fā)表的、闡述藍(lán)氫生命周期排放強(qiáng)度的研究，也是在向政府發(fā)出警示，應(yīng)將公共資金投入到風(fēng)能和太陽能驅(qū)動的綠氫，這是唯一清潔的氫能，也是通向凈零排放的重要路徑。"
目前全球有超過40個國家頒布了氫能發(fā)展戰(zhàn)略，其中許多都在提倡“清潔氫氣”。近期，美國將 "清潔氫氣 "定義為以任何方式制取、生產(chǎn)1公斤氫排放2公斤或更少二氧化碳當(dāng)量的氫，也就包括了藍(lán)氫。日本計(jì)劃把2020年東京奧運(yùn)會打造成 "氫能奧運(yùn)會"，承諾了包括奧運(yùn)村動力、100輛氫動力燃料電池巴士、500輛氫能汽車、奧運(yùn)圣火臺及火炬燃料等應(yīng)用場景，但最終僅兌現(xiàn)了一小部分。英國預(yù)計(jì)將在幾周后推出一項(xiàng)氫能戰(zhàn)略，其中可能包括對藍(lán)氫的支持。
更早之前，德國在其去年6月通過的《國家氫能戰(zhàn)略》中稱，“綠氫”將是未來投資的優(yōu)先領(lǐng)域，但利用化石燃料制造但結(jié)合碳捕捉技術(shù)的“藍(lán)氫”將在轉(zhuǎn)型期內(nèi)被允許。同年7月，歐盟的氫能戰(zhàn)略在中短期內(nèi)為“藍(lán)氫”保留了發(fā)展空間，因此引發(fā)了一定的爭議。
|
