行业新闻 | 挑战与机遇并存，多国加码竞逐氢能领导地位

应对气候变迁的基本策略，是利用风能、太阳能或其他洁净能源所产生的电力为万物提供动力。

但问题是：有些东西无法轻易地用电力运作，例如钢铁厂、水泥厂和长途客机。它们需要一种可以储存并燃烧（有时是在高温下）的洁净燃料。这就是绿氢派上用场之处。这项备受争议的技术，端看你问谁，它若不是减少温室气体的关键一环，就是一项价格过高、炒作过头的干扰。

世界各国政府和企业都支持这一愿景。例如，澳洲有雄心在2030年前成为全球氢能领导者。但投资者现在正从项目中撤资，使得这个目标越来越不可能实现。在川普政府大幅削减洁净能源项目的资金后，绿氢的未来在美国也面临不确定性。

氢气有什么优势？

电力可以用来为大多数事物提供动力，但对于某些工业制程而言，它还不是一个实际的选择。从铁矿石炼钢或生产水泥需要极高的温度——理论上电力可以提供，但在规模化方面尚不具成本效益。同样地，飞机和船只可以用电力进行短途航行，但能够为长途旅行提供动力的电池尚不存在。氢气有助于洁净这些难以减排的产业。

氢气是利用能源生产的，当该能源来自再生能源——不排放任何温室气体——就称为“绿”氢。然后，它可以直接作为燃料燃烧，例如，在工业高温炉中。或者，它可以用于燃料电池，透过电化学反应而非燃烧来发电。理论上，飞机、货船和火车可以利用燃料电池搭配氢气罐来运作，提供一种无需长时间充电即可减少排放的方法。

虽然其他绿色燃料如生质燃料或合成替代品正在兴起，但对于这些应用，绿氢是为数不多被认真考虑规模化应用的零排放选项之一。

氢气是如何制造的？

氢是宇宙中最丰富的元素，但它通常与水或甲烷等化合物结合。为了用作燃料，必须从这些物质中提取纯氢。

一种常见的方法是蒸汽甲烷重组。这涉及将甲烷——通常是天然气——与极热的蒸汽反应，以产生氢气和一氧化碳。这是现今最广泛使用的方法，但由于它排放大量碳，因此不被视为对气候友善。其产物被称为灰氢，但如果碳排放被捕获和储存，则归类为蓝氢。

另一种方法是从水开始。一种称为电解槽的机器利用电力将水分子分解成氢和氧。如果该电力来自风能或太阳能等再生能源，因此不排放任何温室气体，那么它就被视为绿氢。

还有地质氢，它存在于地下储层中，尽管目前只发现了少数几个大型、集中的矿床。然而，该领域正在形成一股寻找大量可开采储备的势头——这将比从水或天然气中分离氢气便宜得多。

绿氢产业的现况如何？

氢作为能源的需求和使用仍然有限。根据国际能源署的数据，低排放氢——包括绿氢和蓝氢——在2023年仅占总氢气消耗量的0.7%。同时，彭博社的商品与颠覆性技术研究机构 BloombergNEF 预计，在2030年之前，绿氢不太可能与灰氢等化石燃料替代品具有价格竞争力，即便如此，也仅限于部分市场。

目前的使用集中在已在使用氢气的产业，例如炼油和化肥生产。将氢气全面用于其他应用，如钢铁生产或将其混入天然气管网，仍处于测试或早期阶段。

全球有少数几列火车现在由氢气驱动，包括2018年在德国启用的一列和2022年在日本启用的另一列。同时，瑞典钢铁制造商 SSAB 正在与沃尔沃合作，使用氢气生产绿色钢铁汽车零件。它于2021年向该汽车制造商交付了第一批卡车零件，并计划在2026年前实现商业规模的无化石钢材生产。在澳洲，一个生产设施现在将再生氢气混入一个为大约4,000户家庭和企业服务的天然气管网中。

虽然氢动力燃料电池车确实存在，但国际能源署估计，路上的数量不到10万辆——仅占全球4,000万辆电池电动车的一小部分。由于加氢基础设施稀少、成本高昂以及与电池相比能源效率较低，其普及率受到了限制。

同时，氢气已在多次示范飞行中用于为飞机提供动力，全球航空业也已承诺在2050年实现净零排放。但随着像空中巴士这样的行业领导者推迟采用绿色燃料的计划，广泛的商业应用可能还需要很多年。

为何绿氢的使用尚未成为主流？

规模化生产氢气需要大量的再生电力和昂贵的电解槽，而其采用将需要终端用户改造或更换设备——钢铁厂不能仅仅将煤炭换成氢气，燃气发电厂也需要升级才能燃烧它。这种前期投资已使许多开发商犹豫不决。

在过去十年中，绿氢取得了明显的技术进步——现代电解槽现在更大、更高效、生产成本更低，尤其是在中国。但生产仍然严重依赖补贴，无法与使用化石燃料的较低成本竞争。

氢气的储存和运输也仍然是主要的技术和财务障碍。在常温下，氢气占用大量空间，使其不适合长途运输。最有意义的做法是将其压缩成气体或转化为液体进行运输，但这两种过程和储存方法都成本高昂、能源密集且效率相对较低。

要将氢气以气体形式储存，必须将其压缩并保存在高压罐中，这需要大量能源，并存在燃烧和泄漏的风险。要将氢气液化，需要极度冷却，然后必须储存在能最大限度减少蒸发的低温储罐中。根据 BloombergNEF 的数据，这个过程消耗高达其原始能量含量的40%。还有其他选择，例如将燃料储存在地下盐穴中，但这只在特定的地质构造中才可能，且并未解决运输问题。

长距离运输氢气也带来挑战。它可以像甲烷一样通过管道运输，但可能发生泄漏，从而增加温室气体。专用管道稀少——全球估计仅有5,000公里，主要服务于工业中心——而建造新管道将需要数年时间。管道也容易受到氢对金属的脆化效应影响，可能导致裂纹。

用船运输它甚至更难。即使在压缩状态下，氢的能量密度也不高，因此需要大量运输才符合经济效益。液态形式下，要保持足够低的温度太困难了——2022年，首批从澳洲运出的液态氢起火燃烧。氢已经以更密集、更稳定的形式（如氨和甲醇）运输，但两者都具有高毒性，如果泄漏会对环境和安全构成风险。

各国还在对氢能下大注吗？

根据独立能源研究公司 Rystad 的氢能分析师 Nigel Rambhjun 的说法，与较不洁净的同类产品相比，绿氢获得的投资和兴趣遥遥领先。但投资也在放缓：2024年全球对洁净氢能的支出减半至243亿美元。

尽管如此，根据 BloombergNEF 的数据，现已有超过60个国家发布了氢能路线图，各国政府到2025年3月已为洁净氢能拨出至少2750亿美元。

欧盟及其成员国正在引领这股潮流，截至三月已承诺1180亿美元，而像氢能银行——一个欧洲投资工具——这样的新融资机制也开始运作。然而，管道建设仍然缓慢，2030年的生产目标仍然遥不可及，尽管有政府支持，项目还是被放弃了。

在川普政府通过一项数兆美元的税收法案，大幅削减了包括氢能在内的洁净能源资金后，美国的前景已变得黯淡。BloombergNEF 现在预计，到2030年，仅有15万吨的年绿氢产能有资格获得补贴——这与先前预测的120万吨相比急剧下降。这一转变动摇了开发商的信心，并冷却了这个本应成为顶级氢能市场的发展势头。

在澳洲，凭借全球最大的2250亿澳元（1470亿美元）项目储备，成为绿氢超级大国的雄心已开始动摇。像英国石油公司（BP）这样的主要开发商已退出项目，该国的项目储备正在萎缩。虽然联邦补贴仍然存在，但大部分资金都与预先证明商业可行性挂钩——这在当今市场上是一项艰巨的任务。

相比之下，中国和印度正在加紧努力，以期主导低成本氢气生产。中国——全球最大的氢气消费国——正在迅速发展其制造和部署能力，目标是实现国内市场的自给自足。印度在其210亿美元的“绿氢任务”下设定了宏伟的目标，并提供激励措施以促进国内产量。

对绿氢的需求有望回升吗？

高成本使得全球对绿氢的短期需求保持在低位。即使在欧盟，碳价也太低，无法激励人们采用洁净氢或像氨这样的衍生物。尽管如此，长期来看，对洁净氢的需求预计将会增长。

灰氢市场——每年消耗9000万吨，几乎是今日所有消耗的氢气——预计将随着绿色分子（绿氢）的价格随时间下降而萎缩。根据麦肯锡的报告，到2050年，洁净氢预计将占总氢气需求的73%到100%。

利害关系为何？

绿氢是会成为全球能源系统的支柱，还是会退居为利基解决方案，将取决于未来几年的发展。

如果氢气变得足够便宜和充足，潜在的回报是巨大的。氢气可以帮助减少数十亿吨的碳排放，加速能源转型，并重塑全球燃料市场。

但如果经济效益改善不够快，风险就在于，各国政府和企业将把数千亿美元投入一个永远无法规模化、并在其自身炒作的重压下崩溃的解决方案。（来源：彭博社）