• 当你燃烧氢时，你会以热的形式产生能量，唯一的副产品是水，这使它成为一种清洁的能源。然而，首先它需要能量来制造氢。
  

• 对于卡车、飞机等难以脱碳的行业来说，氢是气候讨论的一部分，也是电力储存的一部分。

• 但批评人士说，追求绿色氢燃料并不是应对气候变化的最佳解决方案，因为它效率低，而且通常是由排放碳的能源制造的。

氢是宇宙中最简单的元素，也是最丰富的物质。

氢燃烧时，以热的形式产生能量，唯一的副产品是水。这意味着氢气产生的能量不会产生导致大气变暖的二氧化碳，使其成为众多潜在能源之一，有助于减少碳排放，减缓全球变暖。

但是制造氢并将其转化为一种有用的形式需要能量，而这种能量不一定是可再生的。与其他形式的能源(无论是否可再生能源)相比，这一过程效率低下，成本高昂。许多批评人士说，氢工业是石油和天然气巨头阻止采用纯可再生能源(如太阳能和风能)的一种方式，给他们一个“绿色”的掩护，同时仍保持对其产品的需求。

尽管存在争论，但企业和美国政府都在推动氢工业的持续发展。

去年8月，美国总统气候特使约翰·克里(John Kerry)在能源部举办的氢弹峰会(hydrogen Shot Summit)上表示:“在我的世界之旅中，我想不出有哪个国家没有对氢能源表示过兴奋。”“从沙特阿拉伯到印度，从德国到日本，我们正在世界各地建立氢合作伙伴关系，以推进这项每个国家都明白的关键技术，它有机会在清洁能源转型中发挥关键作用。”

克里说，尽管他警告说中国想要主导这个市场，但氢可能会发展成一个价值数万亿美元的全球市场。

什么是绿色的氢，蓝色的氢，等等?

产生氢需要能量，因为氢原子本身并不存在——它们几乎总是依附在另一个原子上，通常是另一种元素上。(在地球上，以水(H2O)形式存在的氢特别丰富。)制造纯氢需要打破这些分子键。

在能源行业，人们用一系列的颜色来指代氢，以此来概括它是如何被创造出来的。

制造氢的一个可能的过程叫做电解，当电通过一种物质迫使化学变化时——在这种情况下，就是把水分解成氢和氧。

绿色氢是指用于电解的能源来自风能、水或太阳能等可再生资源。

蓝氢是通过蒸汽甲烷重整过程从天然气中产生的氢，在此过程中，天然气与非常热的蒸汽和催化剂混合。发生化学反应产生氢和一氧化碳。水被加入到混合物中，把一氧化碳变成二氧化碳和更多的氢。如果二氧化碳排放被捕获并储存在地下，这个过程被认为是碳中性的，产生的氢被称为“蓝色氢”。

但关于蓝色氢存在一些争议，因为天然气生产不可避免地会导致甲烷排放，即所谓的暂存泄漏，即钻探、提取和运输过程中甲烷的泄漏。

甲烷在大气中存在的时间不像二氧化碳那么长，但作为一种温室气体，它的效力要大得多。根据国际能源署(International Energy Agency)的数据，在100多年的时间里，一吨甲烷相当于28到36吨二氧化碳。

灰氢和蓝氢一样，是由天然气转化而成的，但不需要捕获二氧化碳的副产品。

粉红色的氢是用核能电解制成的氢，不会产生任何二氧化碳排放。(尽管核能产生的放射性废料必须安全储存上千年。)

黄色的氢是用电网中的电解产生的氢。碳排放的差异很大，这取决于电网的供电来源。

绿松石氢是甲烷裂解产生的氢气，也就是在反应器或高炉中加热将甲烷裂解成氢和固体碳。绿松石氢仍处于商业化的初级阶段，其对气候敏感的价值取决于用清洁能源为热解提供动力，并储存物理碳。

行业首席执行官组织氢理事会(Hydrogen Council)联盟的执行董事达里尔·威尔逊(Daryl Wilson)说，氢的颜色系统有点简单，需要更新和更具体。

威尔逊在接受CNBC采访时表示:“这种配色方案并没有起到什么作用，因为它没有触及关键问题，也就是所生产的氢的环境属性。”“关键问题是，必须有一种方法来跟踪和声明你所使用的任何氢的特定CO²强度。”

氢气的支持者：氢气用途广泛，但价格昂贵

氢已经是化学工业过程和钢铁工业的关键组成部分。市场研究公司独立商品情报服务公司(ICIS)的杰克•斯通说，因此制造清洁的氢用于这些工业过程对减少碳排放至关重要。

但根据美国能源部氢燃料电池技术负责人Sunita Satyapal的说法，作为一种能源，氢的巨大优势在于它的多功能性。

“它经常被称为瑞士能源军刀，”她说。

据斯通说，清洁的氢将用于工业重型运输的脱碳，如卡车、大型工业船和飞机。

对于小型消费汽车来说，这就没那么有趣了，因为电池驱动的汽车更容易被采用。但更大的汽车需要更大的电池，这增加了它们的重量，反过来也增加了它们的能源消耗。氢可以解决这个难题。

氢气也可以作为一种从间歇性的可再生能源中储存能量的方法，这种间歇性的可再生能源——太阳并不总是照耀，风也不是总是吹。相反，公用事业公司可以将多余的能量转化为氢气，然后将其用作能源，作为电池存储的替代品。

斯通告诉美国全国广播公司财经频道(CNBC)，氢“可以根据需要在地下储存多长时间，和天然气差不多，而且有季节性。”

2021年6月27日，一辆氢动力汽车在沙特阿拉伯达兰的空气产品新技术中心新开业的氢燃料站加油。沙特阿拉伯国家石油公司(Saudi Aramco)概述了投资蓝色氢燃料的计划，因为世界正逐渐远离污染更严重的能源形式，但该公司表示，这种燃料的全球市场至少要到本世纪末才能形成。

氢的主要缺点是它的费用。Satyapal说，从天然气中制造氢气的成本约为每公斤1.5美元。清洁氢的价格约为每公斤5美元。

去年6月，美国能源部启动了一项名为“氢弹”(Hydrogen Shot)的计划，旨在在10年内将清洁氢的成本降低到每公斤1美元。

突破能源投资公司创始人、亿万富翁比尔·盖茨在美国能源部的氢射击峰会上说，降低清洁氢的价格“将是解决气候变化问题的巨大一步”。他说:“将保费削减80%的目标是一个伟大而雄心勃勃的目标。”

美国能源部认为，要将清洁氢的成本从每公斤5美元降至1美元，主要有三条途径:

提高电解槽的效率、耐用性和产量。

Satyapal说，改进热解，它会产生固体碳，而不是副产品二氧化碳。

“高级路径”，这是一个实验性技术的总称。其中一个例子是光电化学方法(PEC)，利用阳光和特殊的半导体将水分解成阳光和氢。

持怀疑态度的人说，这样做既低效又不切实际

康奈尔大学(Cornell University)生态与环境生物学教授罗伯特·w·豪沃思(Robert W. Howarth)说，虽然绿色氢对于重工业脱碳、为船舶和飞机提供动力以及存储能源可能至关重要，但作为一种能源广泛使用并不有效。

Howarth是纽约气候行动委员会(New York Climate Action Council)的22名成员之一，该委员会负责为强制执行纽约脱碳计划的法律制定实施计划。2020年夏天，天然气行业的利益相关方建议在现有的天然气管道基础设施中使用蓝色氢来为家庭供暖。

但豪沃思和斯坦福大学教授马克·雅各布森(Mark Jacobson)在8月份发表的一篇研究论文表明，这不是一个好主意。

“最重要的是，蓝色氢排放巨大，除非在目前的气体系统中占很低的比例，否则不能使用，”豪沃思告诉CNBC。“改用电动热泵供暖要便宜得多。”

其他批评人士说，氢的问题更为根本。

化学工艺开发专家、氢科学联盟成员保罗·马丁表示，生产氢、压缩氢，然后再将压缩后的氢转化为电能或机械能的过程非常低效。

“忍受电池的许多问题是值得的，因为你每投入1焦耳，你就能得到90%的能量。这太棒了，”马丁告诉CNBC。在生产和储存氢的过程中，你只能回收37%的能量。“所以你所说的63%的能量被消耗掉了。这是最好的情况。”

但是把氢作为燃料的想法是虚假的，马丁说，他称自己是一个终身环保主义者。

“推动氢能发展的人是化石燃料工业，因为没有它，他们能做什么?没有化石燃料的化石燃料行业基本上是石油化工和材料行业，占当前行业的25%左右。”

尽管如此，马丁认为追求绿色氢对于它的所有其他用途都是重要的，比如工业过程和Haber-Bosch过程，它将氢和氮转化为氨用于化肥。哈伯—博世法被认为是在过去100年里大幅增加粮食产量，并帮助养活了地球上激增的人口。

马丁说：“我不想让人们认为我是反氢的。我认为制造绿色氢非常重要。但把它用于正确的事情，而不是愚蠢的事情，也非常重要。”