氢气是干净能源吗?

（德国之声中文网）非洲商界和政界领导人这周在纳米比亚举行了为期三天的大型峰会。他们全力宣传并寄希望于氢能源，期待推动非洲大陆的“绿色工业革命”。许多人认为氢能源在取代污染性化石燃料上，将扮演关键角色。

这三天在纳米比亚首都温德赫克（Windhoek）举办的峰会将来自非洲和全世界的投资者、计划负责人召集起来，所有人都试图增加对氢能源的投资。特别是欧洲，正密切关注非洲大陆在氢能源的发展潜力。

然而，氢气如何变成应对气候变迁的解方?

什么是氢气?

氢原子，宇宙中存量最丰富的化学元素，其稳定化合物氢气是一种无色、无味、无毒的气体。氢气具有质量轻、可燃性、高能量密度的特性，但它也同样具有很强的爆炸性。 1937 年德国氢气飞艇"兴登堡号"发生空难后，"兴登堡"（Hindenburg）这个名字就成了灾难的代名词。

尽管"谈氢色变"，氢气在这几十年以来，还是被使用在石油化工业上。氢气被用来提炼石油、制造给肥料使用的氨、制造塑料与钢铁，还有甲醇。

氢气是一种有效的能量载体。一公斤（约 2.2 磅）氢气含有的可用能量是等量天然气的 2.4 倍，是一公斤汽油的近3倍，是一公斤煤炭的大约4倍。

氢气是一种干净能源吗?

氢气本身并不会直接产生温室气体，举例来说，氢气在某些汽车燃料电池里被用来产生电能。它只会产生水、电力和热能。

然而，氢气不像化石燃料那么容易取得，化石燃料可以直接开采并燃烧。在大自然中，氢气绝大部分情况下只存在于水中， 水的化学式组成是H2O，氢原子就是那个H。然而分离和储存氢气需要时间和能源。

有很多方式能将氢原子从水中分离。然而在现今，这个过程往往带来污染。即使氢气燃料燃烧不排放有害气体，氢气生产过程产生的温室气体仍占全球排放量的 2.2% 左右。

灰氢、蓝氢、绿氢、粉氢，如何被生产?

氢气可以是无色气体，不过工业上已经使用真正的彩虹颜色来描绘氢气不同的生产方式。

人们今天生产的绝大部分的氢气都是灰氢。灰氢是由一种称为“蒸气重组”的过程来制作，这个过程以天然气或甲醇来驱动。每生产一吨灰氢，大约会释放10吨的二氧化碳到大气中。

黑氢和褐氢更为有害。它是由黑色或棕色的煤炭，在高温处理下，由水分子分离出氢气而成。它产生的二氧化碳会让地球升温，产生的一氧化碳会污染大气。

灰氢、黑氢和褐氢常被用来精炼石油还有制造肥料，目前占全球氢气产量的95%。

蓝氢相较其他氢气更有前景，但前景有限。在蒸气重组的过程中会捕捉二氧化碳并将它储存在地下，而非让它散逸在空气中。虽然它有时被认为是"碳中和"，但10~20%的碳排放还是无法被捕捉。

同时，粉红氢是由核电生产。不会有碳排放，但仍会产生废弃辐射。而且，在核能并非随处可用的情况下，粉红氢很难被全球性使用。

绿松石氢，一种固态碳实验过程留下的氢气，还有黄氢，用太阳能或是一种化石燃料的新形态混合，这两种氢气都存在，然而在全球生产上并不是重要因素。

绿氢也是唯一在生产过程中不排放二氧化碳的氢气种类。绿氢是用再生能源的电解方式产生，也就是将水分子裂解成氧气和氢气。

绿氢制造并不排放二氧化碳，但它只占了全球氢气制造的1%不到。

是什么阻碍了绿氢的发展?

几项因素：价格、合适的基础建设还有再生能源的缺乏。

今天，制造绿氢需要的成本是灰氢的2倍以上。根据国际智库能源转型委员会（Energy Transitions Commission）的数据，如果要开发氢气至能够供应全球能源需求的15~20%，到2050年之前需要再投入15兆美元（13.5兆欧元）。

然而国际能源总署（International Energy Agency）在2023年关于氢气的研究报告中表示，在印度、中东与非洲这些太阳与风力充沛的国家，可以显著增加绿氢的份额。这可以让价格下降，虽然有些批评者认为直接使用再生能源可以更有效率。

氢能源必须运送至全世界的用户家中，但氢气难以大量运输是出了名的。它必须被储藏在特殊的高压容器中或以液化状态（摄氏-253度或华氏-423度），而且必须以管道、罐车或船舶方式运送。它还能以氨的形态运输，液态氨气以船运的方式运送更容易。

在此之前，各地必须建造必要的基础建设。德国和其他国家在接下来的10年，设下目标要大规模投资并扩大氢能源领域的规模，使氢气成为化石燃料可行的替代能源。

 

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