氫作為元素周期表排名第一的元素，在能源轉(zhuǎn)型背景下，氫能成為能源領(lǐng)域全球投資增速最快的行業(yè)。全國政協(xié)常委、中國科學(xué)院院士、新能源動(dòng)力系統(tǒng)專家歐陽明高去年12月在一個(gè)行業(yè)論壇上提出了一個(gè)觀點(diǎn)，認(rèn)為碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，必須推進(jìn)一場(chǎng)新能源革命。這場(chǎng)革命一旦跟工業(yè)革命和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型結(jié)合起來，將在未來二三十年發(fā)展出四個(gè)10萬億規(guī)模的大產(chǎn)業(yè)。

這四個(gè)10萬億規(guī)模的產(chǎn)業(yè)分別是：新能源汽車，儲(chǔ)能，綠色氫能，車網(wǎng)互聯(lián)和智慧電網(wǎng)組成的智能物聯(lián)網(wǎng)。以鋰電為主的新能源汽車已初具規(guī)模，并催生了萬億市值的上市公司，未來還有更大的空間。儲(chǔ)能也處于爆發(fā)前夕。綠色氫能和智能物聯(lián)網(wǎng)，還處于起步階段，未來如何發(fā)展，選擇什么樣的技術(shù)路線和戰(zhàn)略發(fā)展方向，顯得非常重要。

加氫站

新能源革命，不再依賴于自然稟賦的資源，技術(shù)創(chuàng)新和路線選擇非常關(guān)鍵，不管是一個(gè)國家還是一家企業(yè)，一旦技術(shù)路線選擇錯(cuò)了，就會(huì)失去未來的競(jìng)爭(zhēng)力。

日本豐田汽車就是一個(gè)很好的例子，二十多年前選擇了氫燃料作為乘用車的發(fā)展方向，雖然留下一大堆氫燃料汽車專利，卻錯(cuò)失了電動(dòng)汽車發(fā)展的黃金時(shí)間，被很多新興造車勢(shì)力拋在后面。

目前，在氫能這個(gè)10萬億賽道上，一些企業(yè)同樣面臨戰(zhàn)略選擇的問題。我認(rèn)為，至少存在兩個(gè)危險(xiǎn)的方向：一個(gè)是押注氫燃料汽車，特別是氫燃料乘用車，會(huì)面臨跟電動(dòng)汽車競(jìng)爭(zhēng)失敗的風(fēng)險(xiǎn)；二是押注建立在化石原料基礎(chǔ)上的藍(lán)氫制取，有著鎖定和延長本該逐漸淘汰的高碳基礎(chǔ)設(shè)施的風(fēng)險(xiǎn)。

藍(lán)氫的排放比天然氣還高

用氫作為燃料發(fā)展乘用車是第一個(gè)戰(zhàn)略選擇錯(cuò)誤，那么大力發(fā)展藍(lán)氫則是氫能領(lǐng)域的第二個(gè)戰(zhàn)略錯(cuò)誤。很多人認(rèn)為，如果電動(dòng)車使用的是煤電，那豈不是達(dá)不到減碳目的？只有用氫作為燃料，才是終極清潔能源。

這其實(shí)是一個(gè)誤會(huì)。無論是電還是氫，只是能源載體，還是要看來源，是否清潔取決于前面的一次能源是什么。一次能源是可再生能源，它就是綠電或綠氫；如果是煤發(fā)的電，煤制的氫、它就不是綠電，也不是綠氫。但相對(duì)來說，采用電作為動(dòng)力，一是轉(zhuǎn)換效率高，二是可以促進(jìn)綠電的發(fā)展，為未來交通運(yùn)輸?shù)拿撎即蛳禄A(chǔ)，鋪好路線。

說到綠氫，不得不提及另外兩種氫能類別，即灰氫和藍(lán)氫。目前氫氣的制取來源和技術(shù)路線主要有三條：一是以煤炭、天然氣為代表的化石能源制氫；二是以焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣、煉廠干氣和丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫；三是電解水制氫。

化石燃料氫氣制取過程中伴隨著大量二氧化碳產(chǎn)生，因此，根據(jù)對(duì)碳是否捕集、利用和封存（CCS/CCUS），又可分為灰氫和藍(lán)氫。工業(yè)副產(chǎn)氫是對(duì)排放物的循環(huán)利用，也被稱為藍(lán)氫。而可再生能源電解水制取的氫被稱為綠氫。

不管是化石燃料氫氣制取過程使用了CCS產(chǎn)生的藍(lán)氫，還是工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)生的藍(lán)氫，在宣傳中都被打上了低排放的標(biāo)簽，但研究發(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(chǔ)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。

2021年8月，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，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%。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%。

工業(yè)副產(chǎn)氫比較特殊一點(diǎn)，相較于化石燃料制氫，它既能提高資源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益，又能在一定程度上降低大氣污染，所以被很多人看好。特別是在中國，工業(yè)副產(chǎn)氫豐富，占到氫總產(chǎn)量的18%。

從短期來看，支持工業(yè)副產(chǎn)氫地區(qū)氫能就近高效利用，是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。但如果作為一項(xiàng)長期政策和投資方向，就會(huì)跌入陷阱。

工業(yè)副產(chǎn)氫的前提是建立在鋼鐵、化工等工業(yè)領(lǐng)域長期使用化石燃料的基礎(chǔ)之上的。但在這些領(lǐng)域，產(chǎn)能是不斷下降的，化石燃料的使用必定要下降，其副產(chǎn)氣也會(huì)大幅減少，未來用工業(yè)副產(chǎn)氣制氫必將遭遇產(chǎn)能瓶頸。

河北省就遇到了這個(gè)問題，隨著碳達(dá)峰、碳中和工作推進(jìn)，河北焦炭企業(yè)數(shù)量將在十四五期間減少到40家左右，未來實(shí)際可提純利用的工業(yè)副產(chǎn)氫資源總量也將從94萬噸/年降低為約45萬噸/年。

所以，依托于煤化工業(yè)的工業(yè)副產(chǎn)氫在短期內(nèi)可能是個(gè)機(jī)會(huì)，但是過分依賴工業(yè)副產(chǎn)氫是危險(xiǎn)的，如果企業(yè)將用工業(yè)副產(chǎn)氣制氫視為減碳的手段，反而延長了本該加速淘汰的高碳排放基礎(chǔ)設(shè)施的壽命。一旦投資錯(cuò)誤的基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)導(dǎo)致碳鎖定效應(yīng)。

綠氫才是未來發(fā)展方向

對(duì)于很多化工企業(yè)和石油巨頭來說，使用CCS技術(shù)發(fā)展藍(lán)氫，符合他們的利益，是權(quán)宜之計(jì)。但從全球碳中和目標(biāo)來看，這些短期措施無法做到凈零排放，二氧化碳的儲(chǔ)存也有風(fēng)險(xiǎn)，存在很大問題。而且藍(lán)氫策略鎖定了高碳基礎(chǔ)設(shè)施和就業(yè)機(jī)會(huì)，很有可能阻礙綠氫的發(fā)展。現(xiàn)在受到很多組織和業(yè)界的質(zhì)疑。

當(dāng)企業(yè)傾注大量的資金去建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，他們通常期待其能夠運(yùn)營數(shù)十年甚至更久的時(shí)間，才愿意對(duì)他們進(jìn)行替換或淘汰。如果現(xiàn)在押注藍(lán)氫，在國際大趨勢(shì)下，很可能造成投資成本沉沒風(fēng)險(xiǎn)。

通過可再生能源發(fā)展綠氫，才是未來方向。隨著可再生能源的技術(shù)發(fā)展，綠電成本在快速下降，綠電制綠氫的成本也在下降，在非洲中東一些地區(qū)，綠氫的成本甚至低于灰氫。而且，在歐洲，碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制（CBAM，碳關(guān)稅）還將把氫和氨納入關(guān)稅征收產(chǎn)品，如果不是綠氫，產(chǎn)品還面臨關(guān)稅征收可能。