太陽能等可再生能源產生的氫可以零排放。 盧卡斯·科奇/ AAP
使用氫作為清潔燃料是一個時機即將到來的想法。 對於澳大利亞而言，生產氫氣很誘人：它可以創造有利可圖的新國內產業，並幫助世界實現無碳未來。
國家氫戰略 上個月發布的報告認為，澳大利亞應該站在全球氫競賽的前列。 在首席科學家艾倫·芬克爾（Alan Finkel）的領導下，該策略採用了一種技術中立的方法，因為它不贊成採用任何一種製造“清潔”氫氣的方法。
但重要的是氫氣是由可再生電力還是化石燃料生產。 雖然化石燃料路線目前較為便宜，但最終可能會排放大量的二氧化碳。
Finkel博士和能源部長安格斯·泰勒（Angus Taylor）在召開有關氫戰略的會議之前。 理查德·懷特賴特/ AAP
並非所有“乾淨”氫都是相同的
氫可通過電解產生電能，將水分解成氫和氧。 當使用可再生電力時，它不會產生任何二氧化碳，被稱為綠色氫。
氫氣也可以從煤炭或天然氣中產生。 此過程釋放二氧化碳。 今天生產的大多數氫氣都是通過這種方式製造的。
可以將這一過程中的某些（但不是全部）二氧化碳捕集並存儲在地下儲層中，這一過程稱為碳捕獲和存儲（CCS）。
但是CCS技術複雜且昂貴。 目前只有兩家使用化石燃料生產氫氣的工廠使用它： 一個在加拿大，帶有二氧化碳 80％的捕獲率和 一個在美國 保留率較低。
在澳大利亞，雪佛龍唯一正在運營的大型CCS項目是 org實氣（非氫氣）項目 在西澳大利亞州。 在該項目開始供應天然氣三年後，經過了嚴重的延誤， 碳捕集與封存從今年開始.
不能確保高的碳捕獲率
氫戰略將術語“清潔氫”用於可再生電力，煤或具有碳捕集功能的天然氣產生的氫。 並且假設“最佳情況”方案是從化石燃料中捕獲90-95％的二氧化碳。
這樣的費率在技術上是可能的，但迄今為止尚未實現。 該策略未檢查較低的捕獲率。
以90-95％的捕獲率，與傳統的化石燃料相比，基於煤和天然氣的氫氣的碳強度低得多。 但是60％的捕獲率意味著煤中的氫氣具有與直接燃燒天然氣相似的排放強度。
有和沒有CCS時燃料的排放強度。 氫數僅用於生產； 出口氫的排放強度更高。 資料來源：作者根據國際能源署和美國能源信息署的數據計算得出的
國家戰略沒有描述確保滿足最佳案例捕獲率的機制。 氫的產生可能比捕獲排放所需要的設施快得多，從而使大量的溫室氣體進入大氣中，這與戈爾貢案例相似。
另一個風險是，由於技術或成本原因，碳捕獲將無法達到最佳情況。
邁向零排放出口
包括日本，韓國和德國在內的國家正在探索以多種方式使用氫氣的可能性，包括 發電，運輸，供熱和工業過程.
某些將來的進口商可能不在乎我們生產的氫氣有多乾淨，但其他進口商可能會在意。
為了說明無碳出口為何重要，我們計算瞭如果澳大利亞每年生產12百萬噸的氫氣用於出口，則相當於我們當前液化天然氣出口量的30％，並且與國家戰略中的產量估算相符。
大約需要37百萬噸天然氣或88百萬噸煤炭。 如果捕獲了90％的二氧化碳，則氣體排放量將佔澳大利亞當前（1.9）年度溫室氣體排放量的2018％，或使用煤炭的4.4％。
如果僅捕獲60％的二氧化碳，則來自天然氣和煤炭的氫氣將分別佔當前國家排放量的另外7.8％和17.9％，這將使澳大利亞更難實現現有和未來的排放目標。
在哪裡投資
目前，即使有碳捕集與封存，用化石燃料生產氫也比用可再生能源便宜。
澳大利亞在維多利亞州的拉特羅布河谷還擁有大量現成的褐煤儲備，正在下降的燃煤發電行業將不會使用它們。 捕獲的碳可以存儲在巴斯海峽下。 除了或部分替代液化天然氣出口之外，該國豐富的天然氣儲量可能會轉化為氫氣。 因此，毫不奇怪，國家戰略將所有選擇留在了桌上。
該圖顯示了氫的多種潛在用途。 國家氫戰略
但是，建立具有碳捕獲功能的製氫設施將意味著在使用壽命很長的設備上花費大量資金。 這是有風險的，因為如果排放密集型氫的市場崩潰，無論是通過公眾態度還是全球迫切需要轉向零排放能源系統，都會浪費資本。
世界已經 步調不遠 需要達到其減排目標，並且最終必須達到淨零，以防止最嚴重的氣候變化影響。
澳大利亞應投資研發，以降低綠色氫的價格。 這就要求降低電解成本，並進一步減少大規模可再生能源的生產。 它可能為氣候和澳大利亞未來的出口經濟帶來巨大好處。
關於作者
氣候與能源政策中心主任Frank Jotzo 澳大利亞國立大學; Fiona J Beck，高級研究員， 澳大利亞國立大學和研究員研究員托馬斯·朗登（Thomas Longden）， 澳大利亞國立大學
