綠色氫是一種新興的解決方案，它是通過(guò)電解使用可再生能源生產(chǎn)的氫燃料，作為促進(jìn)難以減排部門(mén)脫碳的關(guān)鍵因素，它越來(lái)越受歡迎。
世界經(jīng)濟論壇的報告強調，這是亞洲工業(yè)化國家的一個(gè)重要考慮因素，這些國家面臨著(zhù)既要滿(mǎn)足日益增長(cháng)的能源需求，又要向更清潔、更可持續的能源轉型的兩難境地。
發(fā)表在《自然》雜志上的這項研究調查了72個(gè)國家1000多個(gè)計劃中的氫氣工廠(chǎng)。研究人員還歸納了2030年的各國電網(wǎng)混合，為將升溫限制在2°C的政策情景建模。
在最樂(lè )觀(guān)的生產(chǎn)配置下，所有項目的溫室氣體排放中位數為2.9kg CO2e/kgH2，略低于歐盟標準，但仍高于英國標準。
這一數字不包括運輸相關(guān)的排放，這個(gè)環(huán)節將進(jìn)一步增加1.5-1.8kg CO2e/kgH2的排放量，具體取決于氫燃料是作為液態(tài)氫運輸還是通過(guò)氣體管道輸送到目的地。
太陽(yáng)能發(fā)電的排放量只有部分低于美國的限制，這是由于光伏板在整個(gè)生命周期內的排放量較高。
相比之下，風(fēng)力發(fā)電每KWh(g CO2e/kWh)產(chǎn)生的二氧化碳當量約為34克，而太陽(yáng)能電池板每KWh產(chǎn)生的二氧化碳當量約為50克。
然而，到2050年，大部分氫氣生產(chǎn)預計將來(lái)自太陽(yáng)能光伏，其份額將從2030年的40%上升到60%以上。
最優(yōu)功率配置
生產(chǎn)模式是另一個(gè)問(wèn)題。進(jìn)行這項研究的研究人員發(fā)現，無(wú)論使用何種能源，“并網(wǎng)：電力出口”的生產(chǎn)結構排放的溫室氣體最少。
在上述配置中，可再生能源產(chǎn)生的多余電力被輸出到電網(wǎng)供其他消費者使用，因此不包括在氫氣生產(chǎn)的排放計算中。
當考慮不同的電力配置時(shí)，“并網(wǎng)：電力出口”配置下的可再生能源使用導致的溫室氣體排放最低。與僅使用電網(wǎng)電力相比，使用核能、過(guò)剩的可再生能源和水力發(fā)電所產(chǎn)生的排放也顯著(zhù)降低。
相比之下，“離網(wǎng)棄電”模式產(chǎn)生的額外電力沒(méi)有輸出，排放完全歸因于制氫。
溫室氣體排放量最高、表現最差的配置是“并網(wǎng)：電力進(jìn)口”模式，該模式主要依賴(lài)化石燃料來(lái)源的電網(wǎng)電力來(lái)補充間歇性的可再生電力生產(chǎn)。
到2023年，中國將成為世界上最大的氫氣生產(chǎn)國，預計未來(lái)20年仍將如此。目前，中國的氫氣生產(chǎn)依賴(lài)于化石燃料。中國已承諾到2050年將70%的氫氣來(lái)自可再生能源。
然而，這意味著(zhù)所需電力的三分之一仍將來(lái)自高排放源。
該文件強調：“在電網(wǎng)完全脫碳之前，使用電網(wǎng)中的電力，即使只是為了補充間歇性的可再生電力，也可能導致排放量超過(guò)灰氫生產(chǎn)所產(chǎn)生的排放量，從而破壞(綠色氫)項目緩解氣候變化的潛力。”
綠色氫被認為是比灰色氫更可持續的替代品，后者的生產(chǎn)依賴(lài)于污染嚴重的煤炭或天然氣。
清潔氫有望成為全球向凈零排放過(guò)渡的關(guān)鍵部分。然而，目前它在經(jīng)濟上還無(wú)法與化石燃料競爭。擴大生產(chǎn)和填補約100GW的可再生電力供應缺口，將有助于滿(mǎn)足到2030年的預計需求。
隨著(zhù)對綠色氫和相關(guān)基礎設施的投資不斷增加，該研究的作者呼吁對可持續性標準進(jìn)行更明確的規定。
報告補充說(shuō)，目前的法規假設可再生能源的使用和設備生產(chǎn)是零排放的，這有可能掩蓋綠色氫生產(chǎn)對環(huán)境的真正影響。
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