历经一波热潮,氢能真的准备好起飞了吗?
The Sunday Times 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,但人们对生产成本及其真正的绿色程度产生了怀疑。
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了一条圆形的地带。这里通常是高性能汽车测试的场所,但上周展示了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 拥有,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,交付包括伦敦在内的几个城市使用。
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。”他说, “我们正在研发能够应对长距离行驶的高速氢动力系统。”

莱特巴士的原型客车上周展出
微软创始人、现在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。可以被用来制造石化产品、氨、甲醇和钢铁,近年来,氢气更是被用在消汽车、建筑、船舶甚至飞机行业,作为脱碳的一种手段。
但是这种炒作今年来已经冷却。近几个月来,好几家公司削减或放弃了与氢相关的投资。根据国际能源署的数据,全球只有 4% 的氢能项目已作出最终投资决定并继续执行。

难道氢能这把瑞士军刀还没来得及露出锋芒就已经被磨钝了吗?
推广氢能应用的主要障碍之一是制氢——而且是大量制造氢。尽管氢是宇宙中最丰富的元素之一,但氢通常与其他分子捆绑在一起。为了得到它,你必须分裂它——这需要能量。
使用能源制造能源的成本,是氢能批评者怀疑氢能是否流行的最大原因。
氢能是 “低效”能源吗?
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。”
如今使用的大多数氢气被称为“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的生产,这种氢也是由化石燃料制成的,但加上了碳捕捉,并把二氧化碳封存起来。
最清洁的形式是绿氢。这是通过将可再生能源输送到一种称为电解槽的设备中来实现的,该设备通过水电解生成氢气和氧气。

然而,氢的批评者质疑这是否是可再生能源的最佳利用。Liebreich说:“如果你拥有绿色电力,并且你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掉来制造氢气,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)对此表示赞同。 “在大多数情况下,直接使用可再生电力比生产氢气然后使用氢气作为燃料更有效。”他说,“氢作为一种燃料来源被过分夸大了。”
但是,绿氢项目的拥护者认为,在用电需求较低时从风电场和太阳能电池板利用多余能源制氢,是一种完美的能源利用方式。人们不必像现在那样放弃可再生能源,包括支付关闭风力涡轮机的费用,只需将能量接入电解槽,继续制造氢气,然后将其存储在罐中,直到需要时拿出来用。这样,氢能变成了一个大电池。
然而,要做到这一点,需要大量的电解槽——但还有人质疑该行业能否有足够产能提供所需的清洁氢气。一些人援引国际可再生能源机构之前的数据称,目前生产的氢气中还仅有 1% 属于清洁、绿色品种。
爱丁堡赫瑞瓦特大学工程和物理科学教授Sudhagar Pitchaimuthu表示,这是因为绿氢项目进展不够快,但现在越来越多的行业正在谈论绿氢。在欧盟、东亚,越来越多的行业,例如钢铁、化工等受到了行政指令迫使它们限制排放。
Pitchaimuthu 所在的团队正在研究如何通过用其他储量更丰富的材料来替代PEM电解槽目前使用的昂贵稀有金属来降低电解槽的成本。
另一个挑战是电解槽所需的水量。 “如果要生产1公斤氢气,需要9至14公斤水。因此,如果你想生产 100 万吨氢气,请考虑一下你要用去多少水。”Pitchaimuthu 表示。科学家们正在想法设法:今年早些时候,他的团队公布了利用威士忌蒸馏废水制氢的研究。

炒作退潮,但氢能实际上仍在加速发展
考虑到绿色氢能面临的困难,它的拥护者感到沮丧是可以理解的。但氢供应商 Ryze 的采购主管切斯特·刘易斯 (Chester Lewis) 表示,情况并非如此,该供应商也得到了 Bamford (位于曼彻斯特附近)地方政府的支持。 “新项目进入市场的情况有些平静。但我们开始看到更大的项目得以实现,”他说。
尽管好几家公司今年削减了基于氢的计划——其中包括丹麦能源巨头 沃旭能源(Orsted)和澳大利亚矿业公司 Fortescue——但其他公司则致力于将项目投产。其中包括壳牌公司(7月份批准了德国的一个项目)和法国的TotalEnergies公司(同月购买了半个海上风电场,以期将其用于制氢)。
“(氢能)炒作时代肯定已经结束,尤其是在过去两年。但我认为氢的衰退被过份夸大了。”证券经纪公司 Panmure Liberum 的分析师 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。” 他列举统计的数据显示,今年迄今为止,相关机构对氢能技术的投资增加了四分之一。
欧盟一些国家的政府正在向氢气供应商授予合同方面发挥了作用,保证在 15 年内以稳定的价格购买氢气。第一轮拍卖项目的合同已于去年公布,第二轮项目的合同也将确定。希望通过明确供应商可能收到的价格,该计划将以类似于过去刺激风能和太阳能发展的政府计划的方式提供生产激励。
可持续技术公司庄信万丰的氢商业和战略总监尤金·麦肯纳(Eugene McKenna)表示,在绿氢真正起飞之前,终端用户的用氢价格必须下降。
“许多企业已经开始行动并进行投资,我们已经准备好生产(氢气)。”他说,问题在于对氢气的需求并没有像预计的那样迅速增长。企业需要有足够氢气订单才敢于购买制氢设备和材料。未来随着需求的增加,预先布局的企业会处于供应的有利位置。

让氢车上路
在丰田推出氢动力 Mirai 汽车近十年后,交通运输行业似乎和氢能越来越密切。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,在贝德福德郡的 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和障碍。
英国政府提供资金的先进推进中心的首席执行官伊恩·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。 他认为,电池与氢气可以互补,并不只有竞争。他补充说,氢能对于大型车辆很有用,因为氢可以让车不用负载重量大的电池,而且可以快速补充燃料。
但是,氢基础设施远远落后于电动汽车,英国只有六个公共加氢站。但康斯坦斯说:“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。这是可以做到的(通过氢车队长途定点运输)。但我们需要政府采取协调一致的能源供应方法。”
他表示,英国其实也在氢技术的世界前列。但是,除非从政府到企业继续支持氢能发展,否则这个前列的地位将不保。( 乔恩·约曼斯 )
