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氫經濟的迷思 (鄧淑明博士)

By on December 28, 2021

本文作者鄧淑明博士,為香港大學工程學院計算機科學系、社會科學學院地理系及建築學院客席教授,為《信報》撰寫專欄「科網人語」。

近年全球在減碳排放浪潮下,「氫經濟」成為熱門話題。氫是宇宙最豐富的元素,例如水(H2O)便蘊含氫。理論上,氫氣比汽油產生的能量高3倍,而且可能是實現零碳排放的潔淨能源。

不過,能源界有句笑話:「氫氣將會是未來的燃料——而它永遠都在未來。」因為目前提取氫氣技術並不符成本效益,氫氣難以直接捕捉利用,提取過程需要耗用的能源比獲得的多。

理論上,氫氣比汽油產生的能量高3倍,而且可能是實現零碳排放的潔淨能源。(豐田汽車網上圖片)

理論上,氫氣比汽油產生的能量高3倍,而且可能是實現零碳排放的潔淨能源。(豐田汽車網上圖片)

目前全球氫能生產按碳排放量,可以用顏色來劃分:

灰黑色:用天然氣製造的是灰色,而採用煤則是黑色;

藍色:用以上燃料生產,之後把過程中的碳排放捕集並於地底封存(CCS);

綠色:電解後的成品,《中國能源報》指出,內地鹼性電解製氫成本高達每千克35元人民幣;

粉紅色:以核能電解;

綠松色:把甲烷高溫分解直到和氫氣分離。

目前提取氫氣技術不符成本效益,氫氣難以直接捕捉利用,提取過程耗用的能源比獲得的多。(豐田汽車網上圖片)

目前提取氫氣技術不符成本效益,氫氣難以直接捕捉利用,提取過程耗用的能源比獲得的多。(豐田汽車網上圖片

國際能源署(IEA)2019年的報告提到,目前生產氫能過程差不多全依賴化石燃料,另加6%天然氣和2%煤,結果,氫氣生產每年導致碳排放量達8.3億噸,相當於英國和印尼碳排放量的總和。

不過,隨着再生電力成本持續下降(電力佔去電解氫的大部分成本),以及相關設施如電解液效能提升但價格向下的趨勢,今年美國能源部宣布《氫能源地球計劃》(Hydrogen Shot),就是要在10年內把各種(除了灰黑色)氫成本降低至每千克一美元,減幅逾八成。

交通運輸佔全球溫室氣體排放高達16%,令人對氫燃料電池車的未來寄望尤其殷切。(豐田汽車網上圖片)

交通運輸佔全球溫室氣體排放高達16%,令人對氫燃料電池車的未來寄望尤其殷切。(豐田汽車網上圖片

交通運輸佔全球溫室氣體排放高達16%,令人對氫燃料電池車的未來寄望尤其殷切。日本東京奧運會亮點之一,本來就是氫能源汽車的應用示範。而內地也雄心壯志,目標在2025年,把中國氫燃料電池汽車規模由今年少於一萬輛,大幅增加到10萬輛。

全球氫經濟仍然處於早期的開發階段,在生產、儲存、使用方面的新科技開發並降低成本上也有待突破。從一萬輛擴充至10萬輛,中國氫燃料電池汽車規模如果能達到預期目標,肯定是全球減排的一大里程碑。

(編者按:鄧淑明博士最新著作《你未來就緒嗎?》現已發售)

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