氫氣是干淨能源嗎?

（德國之聲中文網）非洲商界和政界領導人這周在納米比亞舉行了為期三天的大型峰會。他們全力宣傳並寄希望於氫能源，期待推動非洲大陸的「綠色工業革命」。許多人認為氫能源在取代污染性化石燃料上，將扮演關鍵角色。

這三天在納米比亞首都溫德赫克（Windhoek）舉辦的峰會將來自非洲和全世界的投資者、計劃負責人召集起來，所有人都試圖增加對氫能源的投資。特別是歐洲，正密切關注非洲大陸在氫能源的發展潛力。

然而，氫氣如何變成應對氣候變遷的解方?

什麼是氫氣?

氫原子，宇宙中存量最豐富的化學元素，其穩定化合物氫氣是一種無色、無味、無毒的氣體。氫氣具有品質輕、可燃性、高能量密度的特性，但它也同樣具有很強的爆炸性。 1937 年德國氫氣飛艇"興登堡號"發生空難後，"興登堡"（Hindenburg）這個名字就成了災難的代名詞。

儘管"談氫色變"，氫氣在這幾十年以來，還是被使用在石油化工業上。氫氣被用來提煉石油、製造給肥料使用的氨、製造塑料與鋼鐵，還有甲醇。

氫氣是一種有效的能量載體。一公斤（約 2.2 磅）氫氣含有的可用能量是等量天然氣的 2.4 倍，是一公斤汽油的近3倍，是一公斤煤炭的大約4倍。

氫氣是一種乾淨能源嗎?

氫氣本身並不會直接產生溫室氣體，舉例來說，氫氣在某些汽車燃料電池裡被用來產生電能。它只會產生水、電力和熱能。

然而，氫氣不像化石燃料那麼容易取得，化石燃料可以直接開采並燃燒。在大自然中，氫氣絕大部分情況下只存在於水中， 水的化學式組成是H2O，氫原子就是那個H。然而分離和儲存氫氣需要時間和能源。

有很多方式能將氫原子從水中分離。然而在現今，這個過程往往帶來污染。即使氫氣燃料燃燒不排放有害氣體，氫氣生產過程產生的溫室氣體仍佔全球排放量的 2.2% 左右。

灰氫、藍氫、綠氫、粉氫，如何被生產?

氫氣可以是無色氣體，不過工業上已經使用真正的彩虹顏色來描繪氫氣不同的生產方式。

人們今天生產的絕大部分的氫氣都是灰氫。灰氫是由一種稱為「蒸氣重組」的過程來製作，這個過程以天然氣或甲醇來驅動。每生產一噸灰氫，大約會釋放10噸的二氧化碳到大氣中。

黑氫和褐氫更為有害。它是由黑色或棕色的煤炭，在高溫處理下，由水分子分離出氫氣而成。它產生的二氧化碳會讓地球升溫，產生的一氧化碳會污染大氣。

灰氫、黑氫和褐氫常被用來精煉石油還有製造肥料，目前佔全球氫氣產量的95%。

藍氫相較其他氫氣更有前景，但前景有限。在蒸氣重組的過程中會捕捉二氧化碳並將它儲存在地下，而非讓它散逸在空氣中。雖然它有時被認為是"碳中和"，但10~20%的碳排放還是無法被捕捉。

同時，粉紅氫是由核電生產。不會有碳排放，但仍會產生廢棄輻射。而且，在核能並非隨處可用的情況下，粉紅氫很難被全球性使用。

綠松石氫，一種固態碳實驗過程留下的氫氣，還有黃氫，用太陽能或是一種化石燃料的新形態混合，這兩種氫氣都存在，然而在全球生產上並不是重要因素。

綠氫也是唯一在生產過程中不排放二氧化碳的氫氣種類。綠氫是用再生能源的電解方式產生，也就是將水分子裂解成氧氣和氫氣。

綠氫製造並不排放二氧化碳，但它只佔了全球氫氣製造的1%不到。

是什麼阻礙了綠氫的發展?

幾項因素：價格、合適的基礎建設還有再生能源的缺乏。

今天，製造綠氫需要的成本是灰氫的2倍以上。根據國際智庫能源轉型委員會（Energy Transitions Commission）的數據，如果要開發氫氣至能夠供應全球能源需求的15~20%，到2050年之前需要再投入15兆美元（13.5兆歐元）。

然而國際能源總署（International Energy Agency）在2023年關於氫氣的研究報告中表示，在印度、中東與非洲這些太陽與風力充沛的國家，可以顯著增加綠氫的份額。這可以讓價格下降，雖然有些批評者認為直接使用再生能源可以更有效率。

氫能源必須運送至全世界的用戶家中，但氫氣難以大量運輸是出了名的。它必須被儲藏在特殊的高壓容器中或以液化狀態（攝氏-253度或華氏-423度），而且必須以管道、罐車或船舶方式運送。它還能以氨的形態運輸，液態氨氣以船運的方式運送更容易。

在此之前，各地必須建造必要的基礎建設。德國和其他國家在接下來的10年，設下目標要大規模投資並擴大氫能源領域的規模，使氫氣成為化石燃料可行的替代能源。

 

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