波茨坦氣候影響研究所(PIK)的研究人員在《自然·氣候變化》(Nature?。茫欤椋恚幔簦濉。茫瑁幔睿纾澹┥献闹赋?,氫基燃料主要用于航空或工業(yè)過程等不容易電氣化的領(lǐng)域。但是,生產(chǎn)這些燃料的效率太低、成本太高,而且它們的可用性也太不確定,無法廣泛取代化石燃料,例如用于汽車或供暖。對大多數(shù)行業(yè)來說,直接用電,比如電池驅(qū)動的電動汽車或熱泵,更經(jīng)濟(jì)。對氫燃料的依賴導(dǎo)致對化石燃料和溫室氣體排放的進(jìn)一步依賴。
氫基燃料是一種良好的清潔能源載體,但其成本和未來應(yīng)用的風(fēng)險也很高。作為一種通用的氣候解決方案,氫基燃料可能是一個不大可能實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),它們不應(yīng)該被期望廣泛取代化石燃料。至少在未來十年內(nèi),氫基燃料很可能是稀缺的,而且缺乏競爭力的。押注氫基燃料的廣泛使用可能會增加我們對化石燃料的依賴:如果我們維持燃燒技術(shù)體系,并試圖用氫基燃料“喂”它們,當(dāng)氫基燃料成本太高、太少時,我們最終將繼續(xù)燃燒石油和天然氣,并排放溫室氣體危害氣候的短期和長期目標(biāo)。
因此,我們應(yīng)該優(yōu)先考慮這些珍貴的氫基燃料的基本應(yīng)用:長途航空、化工生產(chǎn)原料、鋼鐵生產(chǎn),以及可能的高溫工業(yè)過程,因?yàn)檫@些領(lǐng)域和應(yīng)用很難產(chǎn)生直接電力。我們目前還遠(yuǎn)未達(dá)到100%的可再生能源,因此有效利用可再生能源是關(guān)鍵。然而,如果我們使用氫燃料而不是直接電氣化的替代品,則需要2到14倍(取決于所采用的技術(shù))。
以現(xiàn)階段的電力結(jié)構(gòu),氫基燃料將增多而不是縮減溫室氣體的排放。在2018年的德國電力結(jié)構(gòu)中,在汽車、卡車或飛機(jī)上使用氫基燃料將產(chǎn)生比使用化石燃料多三到四倍的溫室氣體排放。
研究人員計算出,假設(shè)使用100%可再生電力生產(chǎn)綠氫,使用氫基燃料避免1噸二氧化碳排放的成本目前為液體燃料800歐元,氣體燃料1200歐元。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前的二氧化碳價格,例如,在歐洲排放交易計劃中,每噸二氧化碳的價格低于50歐元。但隨著二氧化碳價格的上漲,氫基燃料到2040年可能會變得具有成本競爭力。鑒于減少溫室氣體排放以穩(wěn)定氣候的緊迫性,對于那些存在直接電氣化替代方案的行業(yè)來說,這為時已晚。
盡管未來的成本存在不確定性,但到2040年左右,氫基燃料很可能成為替代所有剩余化石燃料的后盾技術(shù)。然而,實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要大量的政策支持。事實(shí)上,在氫基燃料僅僅通過提高碳的價格而成為商業(yè)上可行的燃料之前,對氫燃料的補(bǔ)貼在大約20年的時間里是必不可少的。
從長遠(yuǎn)來看,氫基燃料前景看好。利用全球太陽能帶巨大的風(fēng)能和太陽能潛力,氫基燃料可以在全球范圍內(nèi)交易,解決日本和歐洲等人口密集國家缺乏可再生能源的瓶頸。然而,由于國際和國家的氣候目標(biāo)要求立即減少排放,從氣候變化的角度來看,直接電氣化應(yīng)優(yōu)先考慮。