观点 | 氢能短期内不会广泛取代化石燃料

波茨坦气候影响研究所（PIK）学者在《自然·气候变化》杂志上发表文章指出，氢基燃料主要用于航空或工业过程等不易于电气化的领域。但是，生产这些燃料的效率太低，成本太高，而且它们的可用性也太不确定，无法广泛地取代化石燃料，例如汽车或供暖。对大多数行业来说，直接用电，例如在电池电动汽车或热泵中，更具经济意义。依赖以氢为基础的燃料，反而导致进一步依赖化石燃料和温室气体排放。

氢基燃料是一种很好的清洁能源载体，但其成本和未来应用的风险也很大。以氢为基础的燃料作为一种通用的气候解决方案可能有点不靠谱，不应指望它们能广泛取代化石燃料。氢基燃料在未来至少十年内很可能是稀缺的，没有竞争力。押注于氢基燃料的广泛使用可能会增加对化石燃料的依赖：如果我们维系燃烧技术系统，并试图用氢基燃料“喂养”它们，当氢基燃料的成本太高、太少的时候，那么我们最终将继续燃烧石油和天然气，并排放温室气体危及短期和长期的气候目标。

因此，我们应该将这些珍贵的氢基燃料优先用于它们不可或缺的应用领域：长途航空、化工生产原料、钢铁生产以及一些可能的高温工业过程，因为这些是我们很难直接通电的领域和应用。我们目前离100%的可再生能源还很远，因此有效利用可再生能源是关键。然而，如果我们使用氢基燃料而不是直接电气化替代品，发电量需要2到14倍（取决于不同技术应用）。

如果按照目前的电力结构，氢基燃料将增加而不是减少温室气体的排放。在2018年的德国电力结构中，在汽车、卡车或飞机上使用氢基燃料将产生比使用化石燃料高约3至4倍的温室气体排放。

研究人员计算，假设100%的可再生电力生产绿氢，使用氢基燃料避免1吨二氧化碳排放的成本目前液体燃料为800欧元，气体燃料为1200欧元。这远高于目前的二氧化碳价格，例如在欧洲排放交易计划中，目前的价格低于每吨50欧元。但是，随着二氧化碳价格的上涨，氢基燃料可能在2040年具备成本竞争力。考虑到减少温室气体排放以稳定气候的紧迫性，对于那些存在直接电气化替代品的部门来说，这为时已晚。

尽管未来成本存在不确定性，但氢基燃料有可能成为2040年左右替代所有剩余化石燃料的后盾技术。然而，这一目标的实现有赖于大规模的政策支持。事实上，在仅仅通过提高碳定价达到商业可行性之前的大约20年里，对于氢基燃料的补贴是必不可少的。

长远来看，氢基燃料的前景还是有希望的。利用全球太阳带巨大的风能和太阳能潜力，氢基燃料可以进行全球交易，从而解决日本、欧洲等人口稠密国家的可再生能源匮乏的瓶颈。然而，由于国际和国家气候目标要求立即减排，从应对气候变化的角度来看，直接电气化应放在首位。