氢的宣传和希望

在大气温室气体浓度达到真正具有破坏性的水平之前，全球经济脱碳的竞赛日益紧迫，传统观点认为，我们应该让所有东西通电，并从非排放源获得电力。

然而，一些行业对这种方法存在结构性障碍。最近的文章在本章中，化学工程师详细阐述了：

将目前的电气化脱碳方法推广到所有能源部门至少是短视的，当然也不可行。尽管风能和太阳能在电力脱碳方面已经取得了很大的进步，但如果采用系统的方法，将这种逻辑扩展到天然气和石油等其他能源载体(供暖和运输)并不会起到作用。

A.综合分析能源转型委员会（ETC）将重工业和重型运输业归类为较难缓解的行业，称它们构成了将全球平均气温升高限制在巴黎协定规定水平的最大挑战。这些部门占年度温室气体排放总量的30%，随着其他经济部门的脱碳，这一比例可能会增加。

为帮助加速向清洁能源过渡而建立的ETC认为，氢可以作为替代热源，或(在钢铁和化学品生产中)作为还原剂，在应对这一挑战方面发挥重要作用。

越来越多的初创公司和老牌公司正在努力推进以氢为基础的技术和工艺——一些人对相关技术进行了估值“经济”超过1000亿美元。然而，与大多数事情一样，魔鬼在于技术细节，不同的氢技术具有显著不同的碳足迹。

工业和重型运输的问题

A 2018年麦肯锡报告发现重工业二氧化碳排放量的一半来自四种商品的制造：氨；水泥；乙烯；还有钢铁。减排之所以困难，部分原因是因为如此多的工业排放来自高温过程热，“只有当单位能源的电力成本与传统化石燃料替代品相同时，工业中的热生产电气化才是经济的。”同样，重型运输需要大量，移动能源输入，用于长途运输大型有效载荷。

与麦肯锡、世界能源理事会呼应强调（PDF）需要“碳中和的能量载体，以完全脱碳工业生产”，称氢“只是简单的一种可以用于此目的的物质之一。”在运输的情况下，ETC认为氢是重型卡车电动传动系的重要能量储存形式。好用的买球外围app网站

氢和温室气体排放

把氢作为脱碳选择的一个难点是它的存在95%世界上最大的氢气生产是通过蒸汽甲烷重整(SMR)来实现的，这是一种用高温高压蒸汽爆破天然气的工艺。考虑到它的碳氢化合物输入和同时的二氧化碳排放，SMR对脱碳没有多大帮助。

另一种方法是电解，它利用世界上最丰富的化学物质水，将氢从氧中分离出来。如果电解是由来自非排放能源的电力提供动力，那么我们有一个支持脱碳的制氢过程。

在两种主要的电解技术中，碱电解技术成熟且成本较低，从20世纪20年代开始用于大规模集中式制氢。另一方面，质子交换膜(PEM)电解是一种更新、更高效、占地更小的技术，更适合灵活、分散的操作。

无论技术如何，这都是一个艰巨的任务。

水分子紧密结合，需要相当大的能量才能打破氢氧耦合。一旦分离，氢就需要储存，要么被压缩成气体，要么与另一个分子结合形成液体。

此外，氢需要一个安全的分配基础设施，一旦到达目的地，必须通过燃烧或并入燃料电池将其转换回能源。即使整个过程产生零排放，历史上进入氢价值链的能量也超过了其最终产出。

氢的时代终于到来了吗?

几十年来，氢气似乎一直处于新兴能源领域的一个主要力量的边缘，但从未真正达到炒作的效果。随着专家们观察到以氢为基础的活动在全球复苏，这种情况很可能即将改变。

现在的任务是推进多边国际合作，与整个价值链的政府和利益攸关方合作，协调优先事项。

贸易集团氢理事会秘书Pierre Etienne Franc，预测 “2020年到2030年将是氢的时代，就像20世纪90年代的太阳能和风能。”今年到目前为止，这一领域已经出现了很多变化。以下是一些关键进展:

• 4月，法国低碳能源公司EDF，宣布“Hynamics”的创建，这是一家新的子公司，负责为工业和流动性提供有效的低碳氢气。使用电解技术，Hynamics为不同行业的工业过程现场生产氢气，并为火车、公共汽车、垃圾车、船艇等提供氢动力运输。Hynamics在技术细节方面保持谨慎，但强调其方法的效率和低排放。
• 3月，米其林和佛吉亚汽车技术公司，宣布这是一家将两家公司的氢燃料电池相关业务结合起来的合资企业。在这个过程中，他们将成为氢mobility初创公司Symbio FCell的共同所有者，该公司是米其林之前收购的基于pem的燃料电池系统供应商。该合资公司将为重型运输提供特定的解决方案，两家公司希望他们的专业知识结合在一起，能够加速各种应用的高效燃料电池系统的市场推出。
• 法国低碳能源公司Engie已经在整个无碳氢价值链中确立了领先地位，该公司正在努力实现这一目标描写作为“100%脱碳能源系统中缺失的一环”。作为其努力的一部分，Engie最近宣布与作物科学公司Yara达成一项协议，研究建立绿色氢工厂的可行性，该工厂将使氨生产脱碳。
• 乔伊科学的氢2.0技术目标是在不排放化学物质或碳的情况下，实现从海水中本地化生产氢气。它的过程在环境温度下运行，不需要专门的存储和分配基础设施，而且与其他能源相比具有成本竞争力。虽然该公司没有公布关于氢2.0工艺实际工作原理的细节，但该公司表示，它没有使用电解，而且其专有方法更有效。Joi Scientific正在与New Brunswick Power合作开发一种制氢系统，使世界上第一个以氢为基础负载的电网成为可能。这项合作将在多个分布式电站以及风力涡轮机、水力发电和核能上部署该技术，以创建一个净零碳发电系统。

接下来是什么?

氢理事会联席主席兼液化空气公司董事长兼首席执行官贝诺·波蒂埃（Benoît Potier）解释说，大规模采用氢燃料还有很长的路要走，需要不同参与者在价值链上进行合作：

由于上游氢气生产目前处于成熟阶段，工业和运输部门已准备好进行大规模部署。现在的任务是推进多边国际合作，并与整个价值链中的政府和利益相关者合作，在优先事项上保持一致。特别是，重点将是如何制定适当的法规和标准，以及确定推动部署所需的投资工具。

为此，现代和北京清华工业研发院确立该基金将于2018年底启动，以促进创新氢技术初创企业的成长。该基金计划从中国、欧洲和美国的风险投资公司筹集1亿美元。

随着经验丰富和初创公司的玩家投入更多的精力，氢的时刻终于到来了。