氫的質(zhì)量能量密度約為汽油的3倍,當(dāng)用于燃料電池時,它產(chǎn)生的唯一“廢物”是水。因此,各國政策制定者在凈零排放競賽中高度重視氫能。但是,從現(xiàn)在到本世紀(jì)中葉實現(xiàn)碳中和,全球會有足夠的氫氣供應(yīng)嗎?
根據(jù)國際能源署(IEA)的數(shù)據(jù),2022年全球氫氣產(chǎn)能為9500萬噸/年,主要集中在工業(yè)和煉油領(lǐng)域。根據(jù)國際能源署的凈零情景,將平均氣溫從工業(yè)化前的水平上升限制在1.5°C,到2050年,氫氣年產(chǎn)量需要增加350%以上,達(dá)到每年4.3億噸。
氫在難以削減的行業(yè)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,因為這些行業(yè)沒有太多技術(shù)成熟的替代品。例如,在航運業(yè),氫可以取代傳統(tǒng)的船用燃料。同樣,在商業(yè)航空領(lǐng)域,它可以取代美國每天使用的150萬桶噴氣燃料。
氫是宇宙中最豐富的元素,但它在地球上只以氣體的形式存在,數(shù)量很小,因此必須與水等其他化合物分離。這需要能量,根據(jù)燃料來源的不同,氫能制造可以是低排放的,也可能是高排放的。
通過氫的制造方式來區(qū)分氫,為了簡單起見,以三種“顏色”來標(biāo)識:
灰氫:使用化石燃料生產(chǎn)氫氣
藍(lán)氫:使用經(jīng)過碳捕集的化石燃料中產(chǎn)生氫氣
綠氫:以可再生能源電解制氫
2022年,低排放氫氣產(chǎn)量(藍(lán)氫+綠氫)僅占全球總產(chǎn)量1.1%,根據(jù)國際能源署的凈零排放設(shè)想,到2050年,這一比例需要大幅度增加到97%。