彭博新能源財經(jīng)創(chuàng)始人邁克爾·列布雷奇(Michael Liebreich)日前發(fā)表了一篇文章，題目是：The Unbearable Lightness of Hydrogen(氫的不可承受之輕)，摘要如下：

兩年前，彭博新能源財經(jīng)發(fā)表了我的關(guān)于氫能的文章。在氫能供應(yīng)方面，我持樂觀態(tài)度：隨著時間的推移，綠色氫(由可再生能源生產(chǎn))將比藍色氫(由天然氣生產(chǎn)，但碳捕獲)便宜，最終比灰色氫(由沒有碳捕獲的天然氣生產(chǎn))便宜。在需求方面，我比較懷疑。雖然清潔氫氣將需要在工業(yè)中的許多使用情況下脫碳，并且可能用于長期儲能，但作用也有限。如果我當(dāng)時的意圖是為氫能熱注入一些冷靜考慮的話，我顯然失敗了。這兩年關(guān)于氫的宣傳變得越來越夸張。

樂觀情緒

據(jù)游說團體氫能委員會(Hydrogen Council)援引麥肯錫報告稱，預(yù)計氫能為全球?qū)崿F(xiàn)凈零排放所需的減排貢獻超過20%。德國總理奧拉夫·朔爾茨稱氫是“未來的燃氣”，將“帶來巨大繁榮”。日本首相岸田文雄宣布，“轉(zhuǎn)向和發(fā)展氫社會對實現(xiàn)脫碳至關(guān)重要。”，今年，英國能源大臣干脆稱氫氣為無所不能的“銀色子彈”。

我們看到公共資金開始注入。歐盟已經(jīng)批準了其2020年氫能戰(zhàn)略承諾的4300億歐元中的前130億歐元，目前正在努力建立“氫能銀行”。美國《通脹削減法案》(IRA)為綠氫提供十年退稅(3美元/公斤)，補貼將超過生產(chǎn)成本本身。

氫進口作為主要工業(yè)化經(jīng)濟體脫碳的一種方式的想法極具吸引力，以至于德國和日本都將其作為其脫碳戰(zhàn)略的核心。日本首相岸田文雄再次表示：“日本的目標(biāo)是通過在擁有豐富可再生能源和海上運輸基礎(chǔ)設(shè)施的國家以低成本批量生產(chǎn)氫氣，實現(xiàn)國際氫氣供應(yīng)鏈的商業(yè)化。” 朔爾茨總理正在推動氫進口，認為這不僅是德國經(jīng)濟脫碳的一種方式，也是俄羅斯天然氣的替代品。

氫的不可承受之輕

今年2月，川崎重工(Kawasaki Heavy Industries)的Suiso Frontier運載著世界上第一批來自澳大利亞的液態(tài)氫貨物抵達日本神戶。這一重大事件是否如新聞報道所示，預(yù)示著液態(tài)氫貿(mào)易新世界的開始?不會。不說5億澳元(3.34億美元)的項目成本，也不說船上大部分氫氣是由煤炭制成的事實， Suiso Frontier號運載的1250立方米氫氣僅占一艘大型液化天然氣運輸船的0.2%。

氫氣具有非常好的重量能量密度——每單位重量攜帶的能量。根據(jù)這一衡量標(biāo)準，氫比柴油、汽油和噴氣燃料高出約三倍，液化天然氣高出2.7倍——這就是為什么這是一種優(yōu)秀的火箭燃料。然而，氫氣的體積能量密度非常低，即每單位體積攜帶的能量。一立方米的水重達1000公斤;但一立方米氫氣只有71公斤重。

按體積計算，氫氣的能量密度是航空煤油的四分之一，僅為液化天然氣的40%。由于船只數(shù)量有限(由于蘇伊士運河、巴拿馬運河等瓶頸)，這不可避免地意味著更長的運輸行程。即使川崎重工要將其氫運輸船的規(guī)模擴大到與液化天然氣貨輪相同的規(guī)模，它也需要交付2.5次，才能運送與一批液化天然氣相同的能量。顯然，2.5倍的旅行將花費2.5倍的費用。

液態(tài)氫運輸船將不可避免地比液化天然氣運輸船更昂貴。液態(tài)氫的溫度需要-253℃，所有管道、閥門、泵和儲罐都必須抗氫脆。由于液態(tài)氫比液化天然氣更冷、更輕，因此液態(tài)氫船在途中的蒸發(fā)量將多達九倍，除非增加更多的隔熱層或復(fù)雜的低溫循環(huán)系統(tǒng)?？偟膩碚f，氫貿(mào)易海運部分的成本約為每單位能源液化天然氣成本的四倍。

但這只涉及海運部分，還有液化和再氣化。

氫的液化是一個非常消耗能量的過程，由于氫物理特性的“怪癖”而變得復(fù)雜——比如它的負焦耳-湯姆遜效應(yīng)(不像大多數(shù)氣體，氫膨脹時會變熱，壓縮時會變冷)和鄰位異構(gòu)體轉(zhuǎn)化(沒有這種轉(zhuǎn)化，液態(tài)氫會重新蒸發(fā)，無論絕熱層如何)。氫氣液化過程目前消耗30-40%的能量，而液化天然氣消耗不超過10%。

至于再氣化設(shè)施也比液化天然氣更昂貴，需要在較低的溫度下工作;所有閥門、泵、管道和儲罐必須抗氫脆;并且壓縮機必須具有更大的容量，因為加壓氫氣比加壓天然氣需要更多的能量。歐洲國家正在爭先恐后地建造新的接收液化天然氣的接收站，以取代俄羅斯的天然氣，他們建議將這些接收站重新用于接收氫氣或其衍生物。這真是胡說八道。事實上，使用碼頭和基礎(chǔ)設(shè)施的話，部分配送管道都可以升級，但70%的設(shè)施都必須報廢。

液化天然氣的成本大約是管道輸送天然氣的兩倍，但運輸液態(tài)氫的成本將是液化天然氣成本的四到六倍。換言之，我們無法依靠進口液態(tài)氫為經(jīng)濟提供動力，這不是僅因為規(guī)模、技術(shù)、資本成本等因素，而是因為潛在的物理因素：體積密度、液化溫度以及與其他材料的相互作用。

結(jié)論：經(jīng)濟地輸送氫氣的唯一途徑是通過管道，忘掉液態(tài)氫吧：它將很難在未來的能源或運輸系統(tǒng)中找到任何角色，因為它的體積能量密度低，處理困難，將完全沒有作為商品交易的未來。令人擔(dān)憂的是，在這一過程中，人們將在錯誤的氫氣使用案例和錯誤的基礎(chǔ)設(shè)施上浪費大量資金。比浪費錢更糟糕的是，我們還將浪費時間——這是我們所沒有的。

讓我們更聰明一點吧。