《星期日泰晤士报》9月8日刊文评论:长期以来,氢气一直被吹捧为无排放运输的解决方案,但人们对它的生产成本及其真正的"绿色"程度产生了怀疑。
氢能热潮缘何降温
英国贝德福德郡 UTAC 的混凝土测试跑道在青翠的乡村中划出一条圆形地带。这里通常是高性能汽车的测试场,但上周展示的是一种更安静的交通工具:氢动力客车原型车。
总部位于贝尔法斯特的 Wrightbus 公司由建筑设备巨头 JCB 的继承人 Jo Bamford 所有,该公司在 Cenex 博览会上展示了一辆配有氢气罐和燃料电池的巴士。Wrightbus 已售出约 300 辆氢燃料巴士,交付伦敦等多个城市使用。
工程主管罗伯特·贝斯特(Robert Best)称,氢燃料电池汽车正在一步步发展。"现有的氢动力汽车在中速和慢速方面表现良好,但在高速方面表现欠佳。我们正在研发能够应对长距离行驶的高速氢动力系统。"
微软创始人、如今的环保活动家和投资者比尔·盖茨将低碳氢称为"脱碳的瑞士军刀"。低碳氢的主要吸引力在于燃烧时不排放二氧化碳,可用于制造石化产品、氨、甲醇和钢铁,近年来更被用在汽车、建筑、船舶甚至飞机行业,作为脱碳手段。
但这种炒作近几个月已开始冷却:好几家公司削减或放弃了与氢相关的投资。据国际能源署数据,全球只有 4% 的氢能项目已作出最终投资决定并继续执行。

制氢难题:氢能是"低效"能源吗?
推广氢能应用的主要障碍之一是制氢——而且是大量制氢。尽管氢是宇宙中最丰富的元素之一,但它通常与其他分子捆绑在一起,要得到氢就必须分裂它,而这需要能量。"用能源制造能源"的成本,正是批评者怀疑氢能能否普及的最大原因。
如今使用的大多数氢气是"灰氢",来自燃烧天然气等化石燃料。天然气行业正在探索"蓝氢"生产——同样由化石燃料制成,但加上碳捕捉与封存。最清洁的形式是"绿氢",通过将可再生能源电力输送到电解槽,电解水生成氢气和氧气。

氢能批评者质疑这是否是可再生能源的最佳利用方式。彭博新能源财经创始人、英国工业和政府能源顾问迈克尔·利布赖希(Michael Liebreich)表示:"制造清洁氢气不仅成本高,运输、储存和分配也很贵。如果你拥有绿色电力,并且认为我们已经面临气候危机,那么你最不应该做的就是将大量电力用来制造氢气,因为这是一个非常低效的过程。"
纽约康奈尔大学生态学教授罗伯特·豪沃斯(Robert Howarth)也认为:"在大多数情况下,直接使用可再生电力比生产氢气再作为燃料使用更有效,氢作为一种燃料来源被过分夸大了。"
但绿氢项目的拥护者认为,在用电需求较低时利用风电场和太阳能电池板的多余能源制氢,是完美的能源利用方式——不必再为弃风弃光付费(包括支付关闭风力涡轮机的费用),只需将能量接入电解槽制氢并储存,需要时再取出,氢能因此变成"一个大电池"。
要做到这一点需要大量电解槽,而行业能否提供足够产能备受质疑。援引国际可再生能源机构此前数据,目前生产的氢气中仅有 1% 属于清洁的绿色品种。
爱丁堡赫瑞瓦特大学工程与物理科学教授 Sudhagar Pitchaimuthu 表示,绿氢项目进展不够快,但现在越来越多行业在谈论绿氢;在欧盟、东亚,钢铁、化工等行业正受到行政指令约束而限制排放。他的团队正研究用储量更丰富的材料替代 PEM 电解槽目前使用的昂贵稀有金属,以降低电解槽成本。
另一挑战是电解槽所需的水量。"生产 1 公斤氢气需要 9 至 14 公斤水。如果想生产 100 万吨氢气,请想想要用去多少水。"今年早些时候,其团队还公布了利用威士忌蒸馏废水制氢的研究。

炒作退潮,但氢能实际仍在加速发展
考虑到绿氢面临的困难,拥护者感到沮丧可以理解。但氢供应商 Ryze(同样获得 Bamford 及曼彻斯特附近地方政府支持)的采购主管切斯特·刘易斯(Chester Lewis)表示,情况并非如此:"新项目进入市场有些平静,但我们开始看到更大的项目得以实现。"
尽管今年有好几家公司削减了基于氢的计划——包括丹麦能源巨头沃旭能源(Orsted)和澳大利亚矿企 Fortescue——但也有公司致力于让项目投产,如壳牌(7 月批准了德国的一个项目)和法国 TotalEnergies(同月购买半个海上风电场,以期用于制氢)。
"(氢能)炒作时代肯定已经结束,尤其是在过去两年。但我认为氢能的衰退被过分夸大了。"证券经纪公司 Panmure Liberum 分析师 Lacie Midgley 表示。
投资氢能行业的上市基金 HydrogenOne 的执行合伙人 JJ Traynor 认为"氢能源实际上正在加速发展",其统计显示今年迄今相关机构对氢能技术的投资增加了四分之一。
欧盟部分国家政府正通过向氢气供应商授予长期合同发挥推动作用——保证在 15 年内以稳定价格购买氢气,第一轮拍卖项目合同已于去年公布,第二轮也将确定。该机制通过明确供应商可能获得的价格,以类似过去刺激风电和光伏发展的方式提供生产激励。
可持续技术公司庄信万丰的氢能商业与战略总监尤金·麦肯纳(Eugene McKenna)表示,在绿氢真正起飞前,终端用户的用氢价格必须下降。"许多企业已开始行动并投资,我们已经准备好生产(氢气)。问题在于对氢气的需求没有像预期那样迅速增长。"企业需要有足够订单才敢于购买制氢设备与材料;未来随着需求增加,提前布局的企业将处于供应的有利位置。

让氢车上路
在丰田推出氢动力 Mirai 近十年后,交通运输行业与氢能的关系似乎越来越密切。上周宝马宣布 2028 年推出首款氢燃料电池汽车,Stellantis 本月也将推出一款中型氢燃料电池车。
近期在贝德福德郡 Cenex 大会上,有一个为期两天的氢气专家研讨分会,内容涉及氢气在运输领域的机遇与障碍。
英国政府出资的先进推进中心(APC)首席执行官伊恩·康斯坦斯(Ian Constance)坚信氢运输将与电动汽车一起成为脱碳组合的一部分:"电池与氢气可以互补,并不只有竞争。"氢能对大型车辆很有用,因为氢能让车辆不必背负笨重的电池,且可快速补充燃料。
但氢基础设施远落后于电动汽车——英国只有 6 个公共加氢站。康斯坦斯称:"有研究表明,其实不需要那么多(加氢站)就能战略性地覆盖全国大部分地区,可以通过氢车队长途定点运输实现,但需要政府采取协调一致的能源供应方法。"他还表示,英国其实走在氢技术世界前列,但除非从政府到企业继续支持氢能发展,否则这一领先地位将不保。(乔恩·约曼斯)

