在化工行業(yè)，氫氣用于生產(chǎn)氨和甲醇，它們是兩種用途廣泛的基礎(chǔ)化合物，其中氨是化肥行業(yè)的主要原料。

難題在于，目前的氫氣95%來(lái)自于化石燃料，通過兩種最常見的方法—煤炭氣化和蒸汽甲烷重整進(jìn)行生產(chǎn)。在生產(chǎn)過程中，化石燃料（即煤或天然氣）進(jìn)料與蒸汽反應(yīng)，生成一氧化碳、二氧化碳和氫氣。每生產(chǎn)1公斤氫氣將釋放約10公斤二氧化碳，如果不能及時(shí)捕獲、利用或封存生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳，此類傳統(tǒng)的制氫方法將對(duì)環(huán)境造成巨大影響。

因此，只有在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中盡可能減少碳排放，氫氣才有助于全球經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)脫碳的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)主要包括的途徑有：利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能等可再生能源以及沼氣和核能，或是采用常規(guī)的化石燃料能源加上碳捕獲與封存技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)低碳?xì)涞拇笠?guī)模生產(chǎn)。

2018年按生產(chǎn)來(lái)源劃分的氫氣生產(chǎn)成本

日本規(guī)劃利用氫能規(guī)模很大，但是完全需要進(jìn)口，這種情況在全世界只有韓國(guó)和日本。這兩個(gè)國(guó)家能源幾乎全部依賴進(jìn)口，更不可能實(shí)現(xiàn)氫的自給。

2017年，豐田汽車在長(zhǎng)灘港建立一個(gè)制氫站，每天可以生產(chǎn)1.2噸的氫燃料以及2.35兆瓦的電力，而其中的能量來(lái)源則是牛糞制成的沼氣。

據(jù)豐田美國(guó)燃料電池項(xiàng)目負(fù)責(zé)人馬特·麥克勞瑞介紹，該制氫站主要用于為日本進(jìn)口的燃料電池汽車加氫，并為豐田氫燃料半掛卡車提供服務(wù)。麥克勞瑞并未提供該項(xiàng)目工程的成本，而且他還表示，制氫站具體需要多少量的牛糞還在計(jì)算之中。

2022年1月21日，由日本川崎重工業(yè)公司制造的全球第一艘液化氫運(yùn)輸船從日本神戶港抵達(dá)澳大利亞黑斯廷斯港，開始大規(guī)模運(yùn)送液氫。這艘運(yùn)輸船全長(zhǎng) 116米，總噸位約 8000噸，船上搭載了特制的儲(chǔ)氣罐，能儲(chǔ)存近1250立方米的液化氫，相當(dāng)于大約75噸液氫。

這被認(rèn)為是一個(gè)里程碑事件，意味著全球大規(guī)模氫貿(mào)易的開端。但是也遭到各種批評(píng)，有人認(rèn)為這是日本搞碳排放轉(zhuǎn)移，將增加澳大利亞的碳排放。還有專家認(rèn)為日本這是有錢閑得慌，因?yàn)橐簹溟L(zhǎng)距離運(yùn)輸，非常昂貴，是巨大的金錢浪費(fèi)。

與其運(yùn)輸液氫，為何不運(yùn)輸氨？

澳大利亞氣候委員會(huì)氣候解決方案高級(jí)研究員蒂姆·巴克斯特表示，政府的這些假設(shè)值得懷疑，“從化石燃料中提取的氫，是從高排放的煤中提取的，實(shí)際上只是一種新的化石燃料工業(yè)�；�石氫是一個(gè)全新的化石燃料行業(yè)，無(wú)論是否加裝碳捕獲和儲(chǔ)存相關(guān)，會(huì)導(dǎo)致更多的溫室氣體排放。這不是一個(gè)氣候解決方案�！�

澳大利亞氣候、能源和災(zāi)難解決研究所的工程師菲奧娜·貝克認(rèn)為，如果化石燃料制氫成為常態(tài)，相當(dāng)于日本將把碳排放轉(zhuǎn)移到澳大利亞。根據(jù)目前衡量排放量的二氧化碳核算標(biāo)準(zhǔn)，日本將大幅削減排放量，而排放量轉(zhuǎn)移到澳大利亞。除非澳大利亞有一些強(qiáng)有力的政策來(lái)降低其碳排放量，否則我們可能會(huì)看到，由于這種氫貿(mào)易導(dǎo)致澳大利亞的碳排放量會(huì)上升。

除了制氫本身的碳排之外，液氫運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)成本也遭到質(zhì)疑。根據(jù)國(guó)際可再生能源署（IRENA）、德國(guó)智庫(kù) Agora Energiewende 和能源分析機(jī)構(gòu)Wood Mackenzie 的說(shuō)法，運(yùn)輸氫的衍生物氨(NH3)而不是純氫，才具有經(jīng)濟(jì)意義。氨能量密度更高，有成熟的合成技術(shù)和現(xiàn)有的供應(yīng)鏈，以及氨本身有推動(dòng)脫碳的潛力。氨的體積能量密度比液氫高出59%。

因此，假設(shè)相同大小的容器，理論上需要三批以上的液氫（LH2）才能運(yùn)輸與兩批液氨（LNH3）相同的能量。

日本國(guó)際環(huán)境與經(jīng)濟(jì)研究所期刊文章稱，用綠色氫生產(chǎn)零碳氨（價(jià)格為3美元/公斤），每公斤將花費(fèi)0.48美元，綠色氫的成本為7.15美元/公斤，幾乎是綠色氨氣的15倍。而且，氨氣船上商業(yè)運(yùn)輸比較成熟，氨的海運(yùn)貿(mào)易量每年約為2000萬(wàn)噸液氨。相比之下，大容量液態(tài)氫船的商業(yè)運(yùn)營(yíng)直到2030年才可能達(dá)到目標(biāo)。

氫氣儲(chǔ)存溫度為-253℃（氨只需要-33℃），在長(zhǎng)途航行中保持該溫度非常困難，需要消耗更多能量。這些低于零攝氏度的液體中的一部分會(huì)不可避免蒸發(fā)。根據(jù)《能源報(bào)告》雜志上的一項(xiàng)研究數(shù)據(jù)，從卡塔爾向日本運(yùn)輸 16萬(wàn)立方米的液態(tài)氫，年蒸發(fā)率為13.77%。這意味著13.77%的氫將在一年（24次航行）的過程中損失。相比之下，一艘在同一路線上運(yùn)輸 16萬(wàn)立方米液氨蒸發(fā)量?jī)H有0.325%。

使用上述7.15美元/公斤的液氫生產(chǎn)價(jià)格，將轉(zhuǎn)化為每年2.705億美元的蒸發(fā)損失。相比之下，根據(jù)0.48美元/公斤的生產(chǎn)價(jià)格，沿同一路線蒸發(fā)液態(tài)氨氣的年損失僅為410萬(wàn)美元。大多數(shù)以出口為導(dǎo)向的低碳（藍(lán)色和綠色）氫項(xiàng)目計(jì)劃運(yùn)輸氨，而不是純氫氣。超過85%的擬議產(chǎn)能在某種程度上整合了氨和氫，氨用于出口市場(chǎng)，其余的氫主要針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。

       原文標(biāo)題 : 豐田戰(zhàn)略難題之三：氫是很復(fù)雜的問題（中） | 賈新光汽車評(píng)論