• 當你燃燒氫時，你會以熱的形式產生能量，唯一的副產品是水，這使它成為一種清潔的能源。然而，首先它需要能量來制造氫。
  

• 對于卡車、飛機等難以脫碳的行業來說，氫是氣候討論的一部分，也是電力儲存的一部分。

• 但批評人士說，追求綠色氫燃料并不是應對氣候變化的最佳解決方案，因為它效率低，而且通常是由排放碳的能源制造的。

氫是宇宙中最簡單的元素，也是最豐富的物質。

氫燃燒時，以熱的形式產生能量，唯一的副產品是水。這意味著氫氣產生的能量不會產生導致大氣變暖的二氧化碳，使其成為眾多潛在能源之一，有助于減少碳排放，減緩全球變暖。

但是制造氫并將其轉化為一種有用的形式需要能量，而這種能量不一定是可再生的。與其他形式的能源(無論是否可再生能源)相比，這一過程效率低下，成本高昂。許多批評人士說，氫工業是石油和天然氣巨頭阻止采用純可再生能源(如太陽能和風能)的一種方式，給他們一個“綠色”的掩護，同時仍保持對其產品的需求。

盡管存在爭論，但企業和美國政府都在推動氫工業的持續發展。

去年8月，美國總統氣候特使約翰·克里(John Kerry)在能源部舉辦的氫彈峰會(hydrogen Shot Summit)上表示:“在我的世界之旅中，我想不出有哪個國家沒有對氫能源表示過興奮。”“從沙特阿拉伯到印度，從德國到日本，我們正在世界各地建立氫合作伙伴關系，以推進這項每個國家都明白的關鍵技術，它有機會在清潔能源轉型中發揮關鍵作用。”

克里說，盡管他警告說中國想要主導這個市場，但氫可能會發展成一個價值數萬億美元的全球市場。

什么是綠色的氫，藍色的氫，等等?

產生氫需要能量，因為氫原子本身并不存在——它們幾乎總是依附在另一個原子上，通常是另一種元素上。(在地球上，以水(H2O)形式存在的氫特別豐富。)制造純氫需要打破這些分子鍵。

在能源行業，人們用一系列的顏色來指代氫，以此來概括它是如何被創造出來的。

制造氫的一個可能的過程叫做電解，當電通過一種物質迫使化學變化時——在這種情況下，就是把水分解成氫和氧。

綠色氫是指用于電解的能源來自風能、水或太陽能等可再生資源。

藍氫是通過蒸汽甲烷重整過程從天然氣中產生的氫，在此過程中，天然氣與非常熱的蒸汽和催化劑混合。發生化學反應產生氫和一氧化碳。水被加入到混合物中，把一氧化碳變成二氧化碳和更多的氫。如果二氧化碳排放被捕獲并儲存在地下，這個過程被認為是碳中性的，產生的氫被稱為“藍色氫”。

但關于藍色氫存在一些爭議，因為天然氣生產不可避免地會導致甲烷排放，即所謂的暫存泄漏，即鉆探、提取和運輸過程中甲烷的泄漏。

甲烷在大氣中存在的時間不像二氧化碳那么長，但作為一種溫室氣體，它的效力要大得多。根據國際能源署(International Energy Agency)的數據，在100多年的時間里，一噸甲烷相當于28到36噸二氧化碳。

灰氫和藍氫一樣，是由天然氣轉化而成的，但不需要捕獲二氧化碳的副產品。

粉紅色的氫是用核能電解制成的氫，不會產生任何二氧化碳排放。(盡管核能產生的放射性廢料必須安全儲存上千年。)

黃色的氫是用電網中的電解產生的氫。碳排放的差異很大，這取決于電網的供電來源。

綠松石氫是甲烷裂解產生的氫氣，也就是在反應器或高爐中加熱將甲烷裂解成氫和固體碳。綠松石氫仍處于商業化的初級階段，其對氣候敏感的價值取決于用清潔能源為熱解提供動力，并儲存物理碳。

行業首席執行官組織氫理事會(Hydrogen Council)聯盟的執行董事達里爾·威爾遜(Daryl Wilson)說，氫的顏色系統有點簡單，需要更新和更具體。

威爾遜在接受CNBC采訪時表示:“這種配色方案并沒有起到什么作用，因為它沒有觸及關鍵問題，也就是所生產的氫的環境屬性。”“關鍵問題是，必須有一種方法來跟蹤和聲明你所使用的任何氫的特定CO2強度。”

氫氣的支持者：氫氣用途廣泛，但價格昂貴

氫已經是化學工業過程和鋼鐵工業的關鍵組成部分。市場研究公司獨立商品情報服務公司(ICIS)的杰克?斯通說，因此制造清潔的氫用于這些工業過程對減少碳排放至關重要。

但根據美國能源部氫燃料電池技術負責人Sunita Satyapal的說法，作為一種能源，氫的巨大優勢在于它的多功能性。

“它經常被稱為瑞士能源軍刀，”她說。

據斯通說，清潔的氫將用于工業重型運輸的脫碳，如卡車、大型工業船和飛機。

對于小型消費汽車來說，這就沒那么有趣了，因為電池驅動的汽車更容易被采用。但更大的汽車需要更大的電池，這增加了它們的重量，反過來也增加了它們的能源消耗。氫可以解決這個難題。

氫氣也可以作為一種從間歇性的可再生能源中儲存能量的方法，這種間歇性的可再生能源——太陽并不總是照耀，風也不是總是吹。相反，公用事業公司可以將多余的能量轉化為氫氣，然后將其用作能源，作為電池存儲的替代品。

斯通告訴美國全國廣播公司財經頻道(CNBC)，氫“可以根據需要在地下儲存多長時間，和天然氣差不多，而且有季節性。”

2021年6月27日，一輛氫動力汽車在沙特阿拉伯達蘭的空氣產品新技術中心新開業的氫燃料站加油。沙特阿拉伯國家石油公司(Saudi Aramco)概述了投資藍色氫燃料的計劃，因為世界正逐漸遠離污染更嚴重的能源形式，但該公司表示，這種燃料的全球市場至少要到本世紀末才能形成。

氫的主要缺點是它的費用。Satyapal說，從天然氣中制造氫氣的成本約為每公斤1.5美元。清潔氫的價格約為每公斤5美元。

去年6月，美國能源部啟動了一項名為“氫彈”(Hydrogen Shot)的計劃，旨在在10年內將清潔氫的成本降低到每公斤1美元。

突破能源投資公司創始人、億萬富翁比爾·蓋茨在美國能源部的氫射擊峰會上說，降低清潔氫的價格“將是解決氣候變化問題的巨大一步”。他說:“將保費削減80%的目標是一個偉大而雄心勃勃的目標。”

美國能源部認為，要將清潔氫的成本從每公斤5美元降至1美元，主要有三條途徑:

提高電解槽的效率、耐用性和產量。

Satyapal說，改進熱解，它會產生固體碳，而不是副產品二氧化碳。

“高級路徑”，這是一個實驗性技術的總稱。其中一個例子是光電化學方法(PEC)，利用陽光和特殊的半導體將水分解成陽光和氫。

持懷疑態度的人說，這樣做既低效又不切實際

康奈爾大學(Cornell University)生態與環境生物學教授羅伯特·w·豪沃思(Robert W. Howarth)說，雖然綠色氫對于重工業脫碳、為船舶和飛機提供動力以及存儲能源可能至關重要，但作為一種能源廣泛使用并不有效。

Howarth是紐約氣候行動委員會(New York Climate Action Council)的22名成員之一，該委員會負責為強制執行紐約脫碳計劃的法律制定實施計劃。2020年夏天，天然氣行業的利益相關方建議在現有的天然氣管道基礎設施中使用藍色氫來為家庭供暖。

但豪沃思和斯坦福大學教授馬克·雅各布森(Mark Jacobson)在8月份發表的一篇研究論文表明，這不是一個好主意。

“最重要的是，藍色氫排放巨大，除非在目前的氣體系統中占很低的比例，否則不能使用，”豪沃思告訴CNBC。“改用電動熱泵供暖要便宜得多。”

其他批評人士說，氫的問題更為根本。

化學工藝開發專家、氫科學聯盟成員保羅·馬丁表示，生產氫、壓縮氫，然后再將壓縮后的氫轉化為電能或機械能的過程非常低效。

“忍受電池的許多問題是值得的，因為你每投入1焦耳，你就能得到90%的能量。這太棒了，”馬丁告訴CNBC。在生產和儲存氫的過程中，你只能回收37%的能量。“所以你所說的63%的能量被消耗掉了。這是最好的情況。”

但是把氫作為燃料的想法是虛假的，馬丁說，他稱自己是一個終身環保主義者。

“推動氫能發展的人是化石燃料工業，因為沒有它，他們能做什么?沒有化石燃料的化石燃料行業基本上是石油化工和材料行業，占當前行業的25%左右。”

盡管如此，馬丁認為追求綠色氫對于它的所有其他用途都是重要的，比如工業過程和Haber-Bosch過程，它將氫和氮轉化為氨用于化肥。哈伯—博世法被認為是在過去100年里大幅增加糧食產量，并幫助養活了地球上激增的人口。

馬丁說：“我不想讓人們認為我是反氫的。我認為制造綠色氫非常重要。但把它用于正確的事情，而不是愚蠢的事情，也非常重要。”