過去一年，歐盟委員會制定了十年計(jì)劃，將歐洲經(jīng)濟(jì)的碳排放量減少55%，三大支柱中，氫在未來將出現(xiàn)需求大幅增長，歐洲必須制定強(qiáng)有力的清潔氫標(biāo)準(zhǔn)動員中東和北非地區(qū)的投資。

首先，電氣化和可再生能源滿足大多數(shù)消費(fèi)者的需求。其次，氫經(jīng)濟(jì)的大幅增長，以取代工業(yè)使用的燃料。第三，圍繞高碳價(jià)格的機(jī)制旨在減輕轉(zhuǎn)型對受影響最大的國家和社區(qū)的經(jīng)濟(jì)影響。

這些支柱都不容易實(shí)現(xiàn)，但氫部分是最不穩(wěn)定的。與 1990 年的水平相比，歐盟到 2019 年實(shí)現(xiàn)了24% 的減排，但在此期間重型運(yùn)輸排放實(shí)際上增加了，工業(yè)脫碳努力自 2009 年以來基本停滯不前。

預(yù)測歐洲氫需求的研究各不相同，但都顯示出大幅增長。即使在低端，預(yù)計(jì)到 2050 年的增長也將超過 700%。歐洲將需要盡可能多的氫。由于國內(nèi)生產(chǎn)不可能快速擴(kuò)大以滿足需求的快速增長，因此將進(jìn)口大量產(chǎn)品。

歐洲只有七年半的時(shí)間將減排量從 24% 躍升至 55%，所以絕對沒有時(shí)間可以浪費(fèi)。

從根本上說，重工業(yè)和重型運(yùn)輸?shù)入y以實(shí)現(xiàn)電氣化的行業(yè)將需要一套新的低碳燃料，如氫氣和氨氣，以取代目前使用的化石燃料，以及碳捕獲和儲存 (CCS)以消除殘留排放物。氫氣和氨氣相對容易換成以燃料為重點(diǎn)的工藝。它們不含碳分子，因此在使用時(shí)被認(rèn)為是“零碳”。

主要的氣候挑戰(zhàn)來自這些燃料的生產(chǎn)。

上游排放和碳捕獲的風(fēng)險(xiǎn)

在歐盟內(nèi)部，由可再生能源驅(qū)動的電解槽產(chǎn)生的氫氣仍然是主要關(guān)注點(diǎn)。這是一個(gè)值得稱贊的策略，值得熱情支持，但這不是一個(gè)快速解決方案。

歐洲正在競相以足夠快的速度建設(shè)可再生能源以使電網(wǎng)脫碳，因此在短期內(nèi)可能沒有額外的可再生電力來生產(chǎn)有意義的“綠色氫”。歐洲最大的港口估計(jì)，到 2050 年，它將每年進(jìn)口 20 公噸，是歐洲目前總消費(fèi)量的兩倍多。

與替代選擇相關(guān)的挑戰(zhàn)有很多：通過碳捕獲和儲存從化石氣體中生產(chǎn)氫氣，通常被稱為“藍(lán)色氫氣”。

首先，上游排放大量甲烷的可能性很大。科學(xué)家估計(jì)，即使在高碳捕獲率的情況下，甲烷也會在與藍(lán)色氫相關(guān)的排放中占主導(dǎo)地位，如下圖所示。

正如我們在 CATF 的同事所表明的那樣，甲烷的效力是二氧化碳的 80 倍，并且會在整個(gè)化石天然氣網(wǎng)絡(luò)中泄漏和排放。清理甲烷排放可能是這十年來最緊迫的氣候行動。令人高興的是，領(lǐng)先的研究表明，使用現(xiàn)有技術(shù)可以以低成本或負(fù)成本實(shí)現(xiàn)顯著減少。無論是否使用化石氣體來生產(chǎn)藍(lán)色氫，這都必須發(fā)生。

其次，在從化石氣體中提取氫氣時(shí)，不可避免地會產(chǎn)生二氧化碳排放，必須加以考慮。為了解決這個(gè)問題，藍(lán)氫工廠需要采用防止二氧化碳進(jìn)入大氣的技術(shù)，然后將其永久儲存在地質(zhì)構(gòu)造中。

CCS 技術(shù)已經(jīng)安全有效地運(yùn)行了近 50 年，如今可以使用商業(yè)技術(shù)建造實(shí)現(xiàn) 90% 或更多碳捕獲的氫氣生產(chǎn)設(shè)施。

與直接使用化石燃料相比，由于甲烷泄漏率低得多，并且碳捕獲裝置具有高捕獲率，因此可以生產(chǎn)氫氣，從而減少約 80% 的溫室氣體排放。

然而，這種捕獲率尚未得到大規(guī)模證明。與任何其他新的氣候技術(shù)一樣，存在承諾的減排不會實(shí)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，并且由于上述風(fēng)險(xiǎn)，許多團(tuán)體拒絕嘗試將 CCS 納入技術(shù)組合。

這與我們尚未看到大規(guī)模捕獲率的一個(gè)主要原因有關(guān)：我們還沒有真正嘗試過。

今天生產(chǎn)的化石燃料制氫中只有0.6%是使用碳捕獲技術(shù)完成的。如果沒有增加低碳?xì)洚a(chǎn)量的政策壓力，生產(chǎn)商就沒有理由減少我們今天絕大多數(shù)使用的化石燃料產(chǎn)生的“灰色”氫的排放。

歐盟需要采取行動的地方

當(dāng)談到低碳?xì)浣?jīng)濟(jì)時(shí)，擴(kuò)大規(guī)模是一個(gè)巨大的問題。

歐盟氣候事務(wù)負(fù)責(zé)人 Frans Timmermans最近在針對鄰國潛在低碳燃料生產(chǎn)商的演講中表示，“歐洲永遠(yuǎn)無法生產(chǎn)足夠數(shù)量的氫氣”。

至少在本世紀(jì)中葉之前，藍(lán)色和綠色氫氣的組合可能是滿足歐洲和全球氫氣需求的必要條件——IEA 的旗艦“到 2050 年凈零排放”報(bào)告顯示，即使在 2050 年，兩者之間的比例也將達(dá)到 62/38% 。

然而，氫只能被認(rèn)為是歐洲可行的選擇，具有適當(dāng)?shù)臍夂蚩刂?，例如?qiáng)大的甲烷管理和大量的碳捕獲和儲存。

在某種程度上，這已經(jīng)反映在歐洲政策中。“低碳?xì)?rdquo;一詞包含在歐盟的氫戰(zhàn)略和天然氣一攬子計(jì)劃中，但缺乏細(xì)節(jié)。尤其重要的是，天然氣一攬子計(jì)劃規(guī)定了確保氫氣進(jìn)口對氣候有益的條款。

目前還沒有針對低碳?xì)涞恼J(rèn)證體系，歐盟委員會只計(jì)劃在 2024 年引入一個(gè)。這為時(shí)已晚。許多成員國已經(jīng)達(dá)成進(jìn)口協(xié)議，并正在采用自己的計(jì)劃，這不可避免地會導(dǎo)致生產(chǎn)者之間的混亂。此外，這些認(rèn)證計(jì)劃沒有考慮到充分的生命周期分析，忽略了必須解決的上游和與運(yùn)輸相關(guān)的排放。歐盟必須介入。

缺乏明確性推遲了中東和北非潛在氫氣生產(chǎn)商的投資。這些國家長期以來一直是歐洲的能源合作伙伴，擁有增加急需的氫氣生產(chǎn)的專業(yè)知識和資源，但他們的印象是，歐洲的進(jìn)口商只會接受綠色氫氣。生產(chǎn)藍(lán)色氫意味著大量的基礎(chǔ)設(shè)施投資——這些不會在一夜之間發(fā)生。

歐洲制定氫進(jìn)口愿景的時(shí)間越長，這兩個(gè)地區(qū)就越需要越長的時(shí)間才能擺脫化石燃料持續(xù)開采、運(yùn)輸和消費(fèi)不減的現(xiàn)狀。

隨著歐盟在世界各地建立新的能源關(guān)系，它必須尋求雙贏的解決方案，以解決實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)所需的規(guī)模和速度，同時(shí)應(yīng)對能源安全挑戰(zhàn)。