OFweek氫能網(wǎng)訊：關(guān)于氫能的爭論實(shí)際上一直不絕于耳，那就讓我們來客觀地分析一下氫能發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

在化石燃料消費(fèi)驅(qū)動(dòng)下，20世紀(jì)廉價(jià)，豐富且看似無限的能源供應(yīng)帶來了前所未有的經(jīng)濟(jì)增長和生活質(zhì)量改善。但與金融債務(wù)相似，長期成本最終將高于短期收益。社會(huì)已經(jīng)收獲了化石燃料消費(fèi)帶來的短期利益，如今環(huán)境的法警已抵達(dá)門外。

氫為能源領(lǐng)域提供了獨(dú)特、跨系統(tǒng)的機(jī)會(huì)，從根本上改變了能源景觀，使氣候和能源消費(fèi)者帶受益，但要實(shí)現(xiàn)終極部署，也存在一些必須要跨越的障礙。

挑戰(zhàn)

全球經(jīng)濟(jì)脫碳是人類當(dāng)前面臨的最大挑戰(zhàn)，而且會(huì)因?yàn)闅夂蜃兓�危機(jī)變得越來越突出和激烈。重新定義人類與環(huán)境之間關(guān)系的文化革命，將塑造21世紀(jì)社會(huì)發(fā)展的軌跡。

隨著社會(huì)態(tài)度的適應(yīng)和變化，從化石燃料驅(qū)動(dòng)型經(jīng)濟(jì)向環(huán)境可持續(xù)經(jīng)濟(jì)模式的轉(zhuǎn)變，將為那些有勇氣立即行動(dòng)并掌握先發(fā)優(yōu)勢的人提供新的機(jī)會(huì)和經(jīng)濟(jì)利益。但就像人類面臨的每一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)一樣，從現(xiàn)狀的角度來看，環(huán)境可持續(xù)性似乎不可逾越，但人類卻別無選擇。

脫碳選擇

世界可以通過三種方式使全球經(jīng)濟(jì)脫碳減少能源需求，在化石燃料燃燒后捕獲二氧化碳，降低能源的碳強(qiáng)度。以此達(dá)到巴黎協(xié)約提出“相對于工業(yè)化時(shí)代，將平均氣溫上升維持在1.5℃以下的目標(biāo)。

每個(gè)選項(xiàng)中都包含一系列技術(shù)途徑，而載體的確切平衡將針對具體國家，最終取決于易用性和客戶的最低成本。依次嘗試上述備選方案，我們可以得出不同選擇下，具有相對意義做的務(wù)實(shí)結(jié)論。

方案1強(qiáng)調(diào)減少絕對需求、提高效率和變革性的技術(shù)發(fā)展。就減少碳排放而言，這一點(diǎn)現(xiàn)在和未來都很重要。然而這一方案實(shí)施中“規(guī)�！笔菃栴}所在。如果變革性的技術(shù)進(jìn)步和對消費(fèi)者生活方式不可接受的破壞性變化，這一方案無法實(shí)現(xiàn)到2050年相對于1990年減少80％所需的碳減排量。

雖然迄今為止風(fēng)力和太陽能在電力脫碳方面具有變革性，但在采用系統(tǒng)方法時(shí)，這種邏輯擴(kuò)展到石油和天然氣（加熱和運(yùn)輸）時(shí)并不適用。

如果方案2是主要技術(shù)載體，這意味著將每個(gè)家庭的燃?xì)忮仩t煙道、工業(yè)煙道煙囪、燃?xì)廨啓C(jī)和移動(dòng)車輛連接到CCS基礎(chǔ)設(shè)施。這顯然不實(shí)際。燃燒后CCS可能會(huì)發(fā)揮作用，尤其是在易于分離的大量二氧化碳量可捕獲的情況下，如肥料生產(chǎn)過程中等。但燃燒后CCS不太可能成為通用解決方案。

接下來是方案3 ——通過用低碳能源取代化石燃料，進(jìn)而降低能源的碳強(qiáng)度。從消費(fèi)者的角度來看，這種策略是破壞性最小的選擇，同時(shí)能源供應(yīng)以外的其他行業(yè)必要技術(shù)的成熟度也符合需求。但這一戰(zhàn)略必須要在一個(gè)明確而有凝聚力的國家計(jì)劃下實(shí)施，其中包括允許私人投資，以及必要的監(jiān)管機(jī)制。

實(shí)施上方案3一直是電力市場迄今為止的主導(dǎo)戰(zhàn)略，通過使用煤氣、生物質(zhì)能、風(fēng)能和太陽能代替煤炭消防站，2013年－2017年電力碳強(qiáng)度降低了50％。

為什么選擇氫

將目前的電氣化脫碳方式推廣到所有能源行業(yè)既短視也不可行。盡管風(fēng)能和太陽能迄今在電力脫碳方面具有革命性，但將這一邏輯推廣到天然氣和石油（供暖和運(yùn)輸）的其他能源載體時(shí)并不適用。

如圖下圖所示，英國的電力需求是三者中最小的，年運(yùn)輸需求是電力的1.4倍，熱量是電力的2.7倍。因此，要通過間歇性供電來滿足這些需求，就必須建立相當(dāng)于另外4個(gè)電網(wǎng)的發(fā)電、輸電和配電資產(chǎn)，以及將夏季電力轉(zhuǎn)化為冬季熱能的工業(yè)電池水平。

從天然氣網(wǎng)絡(luò)目前的彈性水平（必須滿足20年1次6分鐘的供熱需求），再考慮電動(dòng)汽車充電高峰時(shí)的每日出行模式，所有因素都會(huì)加劇問題。

顯然，低碳電力的使用具有自然的經(jīng)濟(jì)上限。因此，問題轉(zhuǎn)向替代能源載體，以經(jīng)濟(jì)和政治可接受的方式降低供熱和運(yùn)輸?shù)奶紡?qiáng)度。在電氣化同時(shí)，降低能源供應(yīng)碳強(qiáng)度的兩種選擇是：可再生碳?xì)浠�合物來源，如氫，以及生物甲烷和液體生物燃料。

生物甲烷和液體生物燃料是能源領(lǐng)域的重要載體，它們提供了促進(jìn)碳封閉系統(tǒng)的燃料來源。然而，它們僅限于可持續(xù)性原料的可用性。例如，基于英國國內(nèi)，原料的生物甲烷可以貢獻(xiàn)100 TWh／y，約占國內(nèi)天然氣需求的三分之一。而英國天然氣總需求高達(dá)1000 TWh／年左右，這意味著需要其他補(bǔ)充來源。

氫不受原料限制，可以通過多種來源生產(chǎn)，并可能解除負(fù)面排放。因此作為降低能源碳強(qiáng)度的載體，氫將發(fā)揮非常重要的作用。