审核专家：李庆勋

　　中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院氢能研究所副所长、正高级工程师

　　风力和光伏产生的富余电能通过电解水转化为氢能，为炼油和合成氨等提供原料，或者给汽车加氢，氢能正从传统工业走向更多能源场景。氢在使用端不会排放二氧化碳，但这并不等于全生命周期零碳排放。要回答这个问题，需要从氢的来源、储运和利用方式一起看。

　　这里所说的氢能，特指氢在化学反应过程中释放的化学能，不是氢的核聚变能。氢能作为清洁能源载体，通常需要消耗其他能源制取，属于二次能源。气态氢密度很小，工业上常用高压氢或液氢等方式进行储运，不同储运方式各有适用条件，也会带来能耗和成本。

　　目前工业用氢主要来自煤和天然气制氢，技术成熟，成本可控；未来电解水制氢和光解水制氢是重点发展的方向。由于大量消耗煤和天然气，制氢过程产生了大量二氧化碳，全球每年生产和使用的约1亿吨氢，仅制氢过程排放的二氧化碳就超过10亿吨。因此，判断氢能是否低碳零碳，不能只看用氢端，还要看制氢端和储运过程。即使采用电解水制氢，如果电能主要来自煤电比例较高的网电，也不能笼统视为低碳能源。

　　地下天然氢近年来受到关注。有研究通过理论计算推测地下可能存在规模可观的天然氢资源，也有人开始勘探，但这些判断仍需要进一步验证，理论资源量不能简单等同于现实供给。

　　传统工业中，氢常常是“即用即产、随产随用”。炼油、合成氨等工厂需要氢能时，可以现场制取并直接使用。随着氢能进入交通和能源储存场景，氢需要从制氢工厂运送到加氢站，也需要在风光电富余时即时制取和储存，需要时再使用。除了高压氢和液氢，把氢转化为液氨或甲醇也是理想的储运方式。输氢管道和管道掺氢等应用也在开展探索示范。

　　氢能可以连接电力系统和工业系统。风电和光伏发电具有波动性，白天可能出现电力富余，夜间或无风无光时又难以持续发电。通过电解槽，可以把部分电能转化为氢能，把富余时段或地点的可再生能量转移到需要的时段或地点。氢可以大量用于化肥、炼油、交通和供热，在电力紧张时还可以重新转化为电能。

　　在交通领域，燃料电池可以把氢的化学能以约50%的效率转化为电能，显著高于传统内燃机。氢燃料电池车百公里氢耗约一公斤氢，而电解水制取一公斤氢至少需要约50度电，氢还要经过储运和加注，整个过程还会产生能量损失。相比之下，电动车百公里电耗通常只有十几度，氢燃料电池车难有优势。因此，氢能交通需要结合车辆类型、补能条件和使用成本来选择。

　　成本是氢能发展必须面对的问题。当前加氢站的氢价仍然较高，电力成本又占电解水制氢成本的较大比例。如果更多使用价格较低的风电和光伏电力，并推动风光电与电解槽协同运行，制氢成本就有进一步下降的空间。但氢能发展需要技术进步、设备规模化和基础设施完善，不能期待短时间内进入“氢能社会”。

　　从化石能源制氢逐步走向更多可再生能源制氢，关键是协调电力来源、制氢设备、储运方式和应用需求。能直接使用电力的地方，直接电气化往往更加高效。需要工业原料、能量储存或跨区域调配的地方，氢能可能发挥更大作用。氢能不是适用于所有场景的万能答案，而是电力系统和工业系统之间的补充和桥梁。看清它的优势，也正视成本、效率和储运边界，才能让氢能产业走得稳、走得远。

　　（本文整理自第971期首都科学讲堂）