化石燃料的使用会给大气带来严重的污染，于是寻找一种可以替代化石燃料的清洁能源，成为了各个国家的共识。

氢能，作为一种能量密度与质量比较高的新能源，具有源头制备资源丰富、燃烧热值高、燃烧产物清洁等优势。如果将氢能作为化石燃料的替代物，不仅可以降低温室气体(Green House Gas, GHG)对大气造成的危害，还对全球能源可再生资源的保护具有很大益处。

譬如，运输和采矿、电网安全以及天然气网络等多领域中，氢能的应用非常广泛。除此之外，可以为重工业领域提供原料以减少温室气体排放，氢能在其他工业领域，应用的机会也很多。


从中国目前的市场情况来看，相关部门对氢能高度重视，成果落地的喜讯也不断。

近日，海南省首座“新能源加氢示范站”海口光伏制氢及高压加氢一体站落成。

据央视新闻消息，“该站水电解制氢产能为每小时50标方，每天可生产约107千克绿氢。外接氢气管束车加注能力可达250千克/天，后续加注能力可扩至500千克/天，满足每天100台氢燃料电池乘用车的高压加注需求。”

与化石燃料相比，尽管氢能在许多方面有独特优势，但是在实际落地的过程却面临着诸多挑战。比如，制备氢气所消耗的电力成本巨大、氢气稳定性较差导致其储存和运输比较困难，这些因素使氢燃料在应用中存在不确定性及潜在风险。

以氢气的储存和运输为例，与汽油的状态不同，氢气通常情况下呈气态，并且所占体积比较大，在存储时要将氢气压缩，被压缩之后的氢气远比同体积汽油的能量低。

另外，氢气运输对管线要求非常严格，价格大约是天然气管线的三倍，氢脆化使得外泄风险增加。

从经济适用的角度来看，在电动汽车等特殊领域中，电能的使用反而比氢能更经济。世界各国如果想解决氢能在经济性层面的难点，非常有必要详细地对绿色氢能产业发展中，所遇到的氢气制备环节进行评估。

科学家对氢气进行了生命周期评估和净能量分析

莫纳什大学(Monash)机械与航空航天工程系项目研究团队联合伍德赛德能源公司，针对氢气规模化制备程序净能量平衡以及温室气体排放性能进行了系统评估，这次联合研究的主题聚焦于“澳大利亚制备的氢能，出口到世界各国是否可行”。

莫纳什大学机械与航空航天工程系项目研究员格雷厄姆·帕尔默(Graham Palmer)表示，“了解清楚氢气作为化石燃料的替代能源对大气环境的影响，对缓解未来气候污染至关重要。”

因此，该团队对电网及备用电池、太阳能在整个生产、使用、报废过程中的制氢量进行了评估，同时也做了灵敏度分析。


他们观察到，最重要的灵敏度源于电解槽调节，以及用存储或电网电力缓冲太阳能电力的相应需求。在基线情况下，二氧化碳等温室气体的排放量约是目前主导的氢气生产，蒸汽甲烷转化(Steam Methane Reforming, SMR)过程的四分之一。

更值得关注的是，在正常预期的条件下，通过敏感性分析发现，温室气体排放量可能与蒸汽甲烷转化量相当，这预示着氢能时代将来临。

科学家将进一步开发环境影响和能源评估工具

为了配合监管要求，伍德赛德能源公司做了生命周期评估，而且建议利益相关者了解企业经营生命周期的影响。

不过，生命周期评估数据库通常欠缺技术开发相关的数据，目前这种情况，在没有技术路径的多个能源细分领域中十分普遍。

伍德赛德气候高级副总裁汤姆·里兹迪尔·史密斯(Tom Ridsdill Smith)表示：“每一种制备氢气的方式，成本和排放曲线都不一样。我们开发的这个工具可以严格地评估能源行业的排放，监测经济效益情况。”

考虑到全球能源系统转型的规模，需要将大气变暖的温度保持在1.5摄氏度以下，该团队要从建造的大规模能源系统材料中获得最好的结果。

关于氢气制备效益与燃料使用之间的联系是该研究的重中之重，氢气生产的真实碳足迹，对于其国际贸易也备受关注。

未来，该团队将计划开发环境影响和能源评估工具，让伍德赛德能源公司拥有绿色氢气大规模制备的详细方案。

原标题：科学家对氢能生产和运输进行了可行性评估，预言氢能时代将来临