经济学人10.09|氢气能取代石油吗?

发布于 2021-10-11 21:34

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本期 TE周刊

2021.10.09期社论&简报版块文章

文章导读：
氢能时代终于到来

经过几十年的质疑，氢能产业正在成熟。

随着全球气候压力增大，能源转型加速，以及全球脱碳化进程加快，各国政府和企业积极寻求污染更少的碳氢化合物替代品，氢能成为理想能源。不同于占据市场主流的一次能源（如石油或煤），氢能是实现净零排放（碳中和）战略的关键二次能源，当前的氢能产业已经形成了从氢气生产、储运到应用的庞大产业链。全球范围内的氢能产业表现为三个特点：规模相当小，非清洁生产，重要性日愈凸显。
要想通过氢能实现各行业的脱碳减排目标，必须解决三个问题。一是市场规模小，扩大市场需要供需同步增长才有意义。各国政府当前正在注入公共资金，通过产业政策和补贴刺激对清洁氢产能的需求。
二是成本问题，使用可再生能源和核能等低碳能源电解水分子从而获得氢气，电力和设备成本昂贵，但当前可再生电力成本正在持续下降，氢气生产设备电解槽也随着规模扩大越来越优质和低廉。热力学定律表明将一次能源转化为氢气等二次能源会导致能源的极大浪费，但氢气使用中不产生破坏室内外空气质量的硫酸盐或一氧化碳，在实现清洁能源的大背景下一定的浪费也并非不能接受。
三是生产问题。使用电解法生产氢气更加清洁，二氧化碳排放量可以降至零，但生产效率低。而使用传统化石燃料生产氢气，需要结合碳捕获和储存（CCS）技术才能避免空气污染和减少碳排放。
随着大量资金投入氢能产业，氢能源的版图正在扩张，氢能得以在各行业广泛应用。一个是钢铁行业，可以利用还原工艺制造绿色钢铁。为炼焦煤和高炉中复杂的化学过程提供还原剂和用电难以实现的高温从而实现碳减排。
另一个是商业运输，可以摆脱石油生产商的钳制。公路短途运输中，氢动力卡车相比电动卡车有更快加油速度、更大载货空间和更远的行驶距离。航空和航运中，氢燃料能量密度是煤油的三倍，未来价格上可能较传统燃料更具竞争力。铁路运输中，氢动力机车无空气污染，噪音也小，行驶平稳。
最后是使用在电力行业，氢可以作为储存和运输散装能源的中介。它像电力一样是一种能量载体，但本身也可以像电池一般作为一种储存手段。当可再生能源生产不足时（风停或天黑时），氢气发电可为可再生能源电网补上能源缺口。当可再生能源生产过剩时，可转化为氢气廉价长期储存，后续按需转化为电能，可应对电力需求季节差异，阳光充足、多风且缺乏输电线路的地方可以将清洁能源作为氢气输出，能够打破能源供应时间和地点的障碍。
私营部门极大的推动了氢能源发展，但氢能的创新应用仍困难重重。日本和韩国公司热衷于销售使用氢燃料电池的汽车，但燃料电池电动汽车增加了电动汽车的价格和复杂性，且无性能和效率的提升。一些欧洲国家希望通过管道将氢气送入家庭，但制热效率不如热泵，且管道无法安全处理氢气。一些大型能源公司和石油国家希望忽略碳捕获和储存直接使用天然气制造氢气，但这并不能消除碳排放。
氢能产业或可作为其他工业转型无法实现的经济脱碳手段，从而让各国实现稳定气候的既定目标。但这个过程中政府角色不可或缺。政府的一项重要任务是打击绿色清洗：在不进行高质量碳捕获与储存下使用肮脏化石燃料产生氢气对碳减排没有帮助。此外，国际需要制定新的规则协议来衡量和披露氢气生产周期内所产生的排放量以及规范跨境交易。政府还应鼓励不同氢能用户聚集形成中心枢纽，最大限度地减少重复基础设施的需要。
氢经济就像一个沉重的飞轮，它需要更多的时间才能运转起来，但一旦运转起来，它就能真正发挥巨大效用。转动飞轮是一件棘手的事情；让它稍微失去平衡，你就有可能把它撕开。
以上内容翻译整理自10.09期TE的Leaders和Briefing文章。
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       近半年来由于琐事繁多，连续更新了四年的小栈断更了半年多， 这半年多来每每想起更新，又会有如是困惑：在这个普遍碎片化阅读的大背景下，周更推文是否能给大家带来一定的阅读价值（得到资讯or收获新知）？书籍阅读推荐是不是流于表面而缺乏深度？什么样的内容才是既有趣值得分享，也能实实在在有利于和读者共同提高？

       条条框框想得太多，更是不知如何重新开始。及至想来，恍然半年已经过去，仍是没有明确的答案，但是回顾这过去的半年时光，似乎总缺了些以往收获新知的乐趣，分享交流的欲望，以及深度思考的动力。或许这些于我就是无形之中的所得所获了。生活有时候好像也是这样，并不需要多么明确的目的性和价值感，可能收获和意义就在作出行动的那一刻。

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