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绿色与蓝色氢的辩论真的会帮助世界吗

(纳闻记者李文瑞报导)

评论

澳大利亚商人 Andrew “Twiggy” Forrest 在过去两年中频繁登上头条,大肆宣扬绿氢的优点,并以同样无拘无束的热情宣称蓝氢的荒谬。

在大多数情况下,这似乎是一场单人十字军东征——该行业的大部分人都对蓝色和绿色都很满意,甚至可能是粉红色或绿松石色。 对于日常的澳大利亚人来说,氢有各种颜色的想法无论如何都是完全陌生的。

首先,让我们提供一些定义。 氢的“颜色”方案与制造氢的过程有关。

绿色氢气是通过将水 (H2O) 分离成氧气 (O2) 和氢气 (H2) 制成的,使用的电力必须来自可再生能源。 因此,澳大利亚只有几座绿色氢气试点工厂,生产的氢气量是“沧海一粟”。

请注意,这种氢仅在技术上称为绿色。 电力来自电网,因此不是 100% 可再生能源。 但是一些工厂已经签订了采购协议,因此他们可以声称他们的电力部分是当前供应组合中可再生能源部分的一部分。

灰氢是迄今为止最常见的。 灰色氢气是通过将水和甲烷(H2O 和 CH4)分离成氢气和二氧化碳(H2 和 CO2)而制成的。 反对这一过程的反对意见是二氧化碳是一种温室气体,而甲烷是一种化石燃料。 基本上,这正是整个气候变化运动试图结束的那种过程。

不幸的是,这是一个相当重要的过程,因为它是生产氨的第一步,用于肥料,这有助于我们养活世界(如果你想了解更多信息,请谷歌农业革命)。

蓝色氢就像灰色氢一样,除了——这就是使它变成蓝色的原因——二氧化碳在它可以进一步增加我们大气中的积累水平之前被捕获并掩埋。 这第二步称为碳捕获和储存,或 CCS,需要将灰色的氢变成蓝色。

基本上,绿色和蓝色的氢都是“碳中性的”。 也就是说,这些过程中的任何一个的连续运行都不会向大气中增加任何温室气体。 对于任何关心温室气体排放的人(我个人并不担心,但很多人担心),这两种技术都代表着进步。

那么,为什么 Twiggy Forest 如此反蓝? 反对意见似乎与两件事有关——首先,这一切的最终目标,其次,有关各方的动机。

照片 安德鲁·福雷斯特于 2022 年 6 月 21 日在卢旺达基加利举行的 CHOGM 商业论坛开幕式上发表演讲。(Luke Dray/Getty Images)这一切的最终目标

显然,最终目标不仅仅是“减少”排放,而是完全消除排放以达到“净零”。

净零经常被提及,但可能并不经常被理解。 具体而言,“零”是指大气中温室气体的增加速度。

“净”是指允许一个过程释放温室气体,前提是有另一个相同但相反的过程将它们排出(例如 CCS 或植树造林)。

蓝色氢可防止二氧化碳排放到大气中,因此是一种净零技术。 不过,它还有其他一些效果; 它用氧气交换埋藏的氢——所以假设,如果你做得足够多,我们就会开始缺水,但这不可能以任何有意义的规模发生。

该技术的一个限制是碳封存的机会是有限的——世界上只有这么多的水库可以填满二氧化碳,而且注入它们需要能量,这降低了该过程的总效率。

一旦建立了 CCS 工艺,就没有具体的理由说明为什么应该从制氢厂中提取二氧化碳; 在某些情况下,可能有其他来源来收集二氧化碳,这些来源可能比蓝氢制造实现更好的净零贡献。

然而,蓝色氢有一个优势——供应甲烷的储层通常靠近可用于封存二氧化碳的储层,并且用于两个过程的技术是相同的。

绿松石氢(不,我不是编造的)可以巧妙地解决这两个问题。 它是通过使用称为热解的过程将甲烷分解成氢气 (H2) 和碳固体 (Cx) 制成的。 目前,这项技术还很年轻,还没有准备好扩大规模,但几年后,情况可能会改变。

照片 2022 年 2 月 4 日,在澳大利亚堪培拉的加氢站,现代 Nexo Hydrogen 汽车上的标语“零二氧化碳排放”。(AAP Image/Lukas Coch)

然而,“宏伟计划”的重要一点是,蓝色氢和绿松石氢实际上都不是可持续的。 从甲烷中制造氢气会耗尽一种有限的能源——即埋藏的甲烷。 尽管如此,仍有足够的甲烷可以持续数十年。

鉴于其中一些考虑,即使是蓝氢的支持者也认为它不会是一种永久性技术,而只是一种过渡性技术。 我们将在蓝氢机会仍然存在时利用它们,我们将能够快速生产的数量将促进氢工业的“规模化”,因此它随后可以过渡到绿氢。

Twiggy 的反对意见是,我们不需要过渡性的氢技术,我们可以直接走向绿色氢,并更快地获得更大的收益。

他可能是对的。 但我不认为绿色氢的倡导者也没有充分考虑过他们的等式。

绿色氢需要绿色电源,在大多数计划中,这涉及到巨大的太阳能农场,里面装满了不可回收的太阳能电池板,这需要数年时间才能抵消最初用于制造它们的能源。 可以这么说,在短期内,蓝色氢可能比绿色氢更绿色。

当事人的动机

第二个反对意见与参与蓝色氢推动的各方的动机有关,这些各方都是石油和天然气(O&G)公司。

好吧,他们当然是! 天然气公司担心他们生产的产品很快就会没有人想要:甲烷(呃!)。 因此,他们提出将其转变为“未来”的能源产品:氢(耶!)。

不仅如此,一些最好的碳储存机会是枯竭的天然气储层,您猜对了,这些储层都归油气公司所有。

制造氢气意味着这些现有的能源公司可以在能源转型中占有一席之地,并在能源转型中发挥作用。

在世界范围内,CCS 由石油和天然气公司主导。 到目前为止,CCS 的最大部分是由埃克森美孚公司完成的,该公司声称对曾经捕获的 40% 的二氧化碳负责。

埃克森加油站 2021 年 11 月 23 日,纽约布鲁克林埃克森加油站的标牌。(安德鲁·凯利/路透社)

然而,如果你是个新手,不要过分庆祝这一点。 世界各地现有的大多数 CCS 项目也是 EOR 项目。 这代表“提高石油采收率”。 这意味着他们并没有真正将二氧化碳注入地下以储存二氧化碳,而是将石油推回地下。 这实际上是一种生产更多石油的聪明方法。

我敢肯定,支持蓝氢的石油和天然气行业的许多人都是真实的。 但它肯定也有强烈的愤世嫉俗的一面。

油气公司目前正在管理的两个风险

首先是政府监管——无论是通过环保机构还是其他机构,很可能会出台更严格的法规,要求这些公司抵消其排放量。

然而,世界各地的抵消机会正在减少,抵消的成本因此而增加。

澳大利亚已经意识到这种风险。 最近,政府提议收紧“保障机制”,将对澳大利亚最大的排放国实施稳步降低的排放限制。

第二个风险是投资者激进主义——被安排在油气公司董事会中的个人明确意图使它们“更环保”。

这种风险对于此类公司来说更容易管理,只要他们的激进投资者足够轻信,他们就可以将其作为整体声誉管理的一部分进行管理。

它不需要任何实际上对净零有增量好处的东西,它只需要所有正确的流行语。 例如,桑托斯安装了太阳能油井。 他们甚至通过可再生能源机构 (ARENA) 获得政府资助。

是的,这个想法和听起来一样愚蠢。

因此,Twiggy 还呼吁 O&G 公司通过支持蓝色氢来明确地为自己的利益行事。 不清楚的是为什么他们不应该为自己的利益行事? 在可再生的“净零”世界中,蓝色氢是油气公司有用和多余之间的区别。

如果双方都退后一步,他们就会意识到他们最大的问题是一样的,他们可能会互相帮助解决它。

对于双方来说,氢想法的最大焦点应该是经济性。 商业案例。 谁来买氢气? 他们将如何使用它?

与沼气相比,您不能只将氢气放入专为天然气设计的燃气器具中。 氢能产业需要先创造市场,再创造产品。

在此过程中,他们需要清楚他们认为自己正在解决什么问题,以及如何准确、公平地衡量他们的成功(众所周知,所有绿色行业都不擅长这一点)。

氢气距离可行还有很长的路要走,尽管人们充满乐观,但它可能永远不会到达那里。 绿军和蓝军之间的这些斗争没有取得任何成果。

本文观点为作者个人观点,不代表观点。

氢动力汽车的氢泵站。  (肖恩盖洛普/盖蒂图片社)