不可或缺的绿氢

上篇文章我们谈到了能源转型任重道远，而氢能作为开启能源未来的钥匙之一，将发挥至关重要的作用。目前世界一年的氢产量大概七千万吨左右，另外还有几千万吨的工业副产氢。根据不同的制备技术以及制备过程中环保程度的高低，一般将氢分为灰氢、蓝氢和绿氢。目前生产的氢绝大多数都是灰氢，即基于煤炭或者天然气制氢，碳足迹明显。而蓝氢是指在灰氢制备过程中通过碳捕捉、利用和封存处理后的产物。还有一种，是绿氢，即通过可再生能源电解水产生的氢气，但目前产量不多。现在氢的角色大多是工业原料，用在原油精炼、制氨、制甲醇，以及半导体等一些行业。在将来，尤其在“双碳”的大背景下，灰氢的运用将逐步被绿氢替代。国内的领军企业，在“双碳”目标和十四五的背景下，纷纷开始制定计划并准备逐步实施。

绿氢的另外一个角色，是能源载体、二次能源。

前文讲过，全球一年排放330亿吨二氧化碳。按照世界人口近80亿计算，人均排放4吨多。中国去年碳排放108亿吨，近全球排放总量的三分之一。我们14亿人口，人均排放近8吨。要实现在2030年前碳达峰，2060年碳中和，这是一个十分艰巨、极具挑战性、同时充分体现中国人民担当敢干的宏伟目标。这意味着，在不到40年的时间里，我们要把世界三分之一的碳排放清零。结合各行各业项目的开发时间，以及主要设备、基础设施的设计寿命和年限，这项艰巨的任务基本上是时不我待，只争朝夕。

实现碳中和要开源节流。节流意味着我们改变观念和行为习惯，减少企业和个人的碳足迹。尤其对当前设施设备的节能提效，是重中之重。国际能源署曾经发布报告称，在极度理想情况下，如果世界各国能把各行各业的节能提效做到极致，那么巴黎协定2摄氏度的目标即可达到。

然而回到现实，人口还在增长，城镇化、全球化和数字化的潮流不会逆转，仅靠节流不足以支撑世界经济的发展。我们还要在开源上做足文章，达到碳中和。

这里的思路是，将来的电力供应体系中，化石能源会被可再生能源完全代替，所有的电都会是绿电。能用绿电解决的问题都用绿电解决。打个比方，欧美等发达国家已经用电灶取代了天然气灶。我们今天神州大地上疾驰的高铁也是电能驱动，不再是冒着烟气的绿皮火车。燃油汽车也逐渐会被电动汽车取代。

然而在一些行业和领域，基于电能还不能解决所有的问题，这就需要基于化学能的方式。举例来说，长距离重载的飞机，对能量密度要求高，基于电池的解决方案不可行，需要基于可再生能源的合成绿色燃料。

在上文提到的许多工业领域，也需要解决工业用热的问题。所以在尽量使用绿电的前提下，还需要绿色的化学能源解决方案。而从绿色电能到绿色化学能，绿氢是唯一的途径。

回到碳排放，40%的问题（电力生产）可以用风能、光能、水能、核能替代煤炭、石油、天然气；另外60%的问题（工业、交通、楼宇、农业等等），能用绿电解决的尽量用绿电解决。用绿电解决不了的，用基于绿氢（氢能解决方案或者通过绿氢合成氢能载体或绿色燃料）的绿能解决方案。

总结一句，要达到碳中和，深度减排，绿氢是极为重要，不可或缺的一环。

在了解了绿氢作为工业原料以及能源载体的属性之外，还需要看看绿氢和地缘政治的关系。我们在上篇文章中提到，化石能源（石油、天然气）和地缘政治密不可分。而大规模可再生能源（风光水），是将来世界发展的“石油天然气”，也必然和地缘政治密不可分。从全球版图来看，世界各国各地区可以被划分为三种类型：可再生能源输出国（中东、澳大利亚、智利、印度），可再生能源输入国（日、韩、欧洲），以及在再生能源就地消纳国（中、美）。这样的格局也将再生能源制氢分成两种情况：本地大规模制取利用，以及大规模运输。关于绿氢大规模的制取储运用，我们下篇文章再详细讲解。

文末最终基于中国国情给绿氢再增加一个定位：目前中国原油进口超过70%，天然气进口超过45%。在国际形势发生变化的大前提下，绿氢会给将来能源安全提供一条路径。中国的风光水资源丰厚。中国各行各业对绿氢的应用场景足够。光伏风机锂电池规模化大幅度降本都发生在中国。不出意外，绿氢的规模化以及降本也会发生在中国。基于大规模低成本绿氢的新化工，将逐步取代基于石油天然气的化工。同时，绿氢会成为国家能源安全的基石之一。

在下期的文章中，我将会为大家分析关于绿氢的主要市场和发展预期，敬请期待。

（作者为西门子能源股份公司新能源业务全球首席战略官兼新能源亚太区业务负责人）