【减碳指南】氢能车是新能源骗局吗？先来了解它的全生命周期

前言

“双碳”战略目标下，能源清洁化成为技术创新的热门领域。国务院在《2030年前碳达峰行动方案》（国发（2021）23号）中明确提到：“要推动运输工具装备低碳转型并积极扩大燃料氢等新能源、清洁能源在交通运输领域应用”。与其他清洁能源相比，氢能具有制备路径多，取用无时间、天气限制，储能形式多样化等优势。尤其在交通运输行业，氢能正在逐步替代燃油、天然气等化石燃料，成为助力交通运输低碳转型的重要技术。

氢能车的应用究竟能带来多少减排效益是近年重要研究方向，其全生命周期的温室气体排放是核心关键。虽然氢能车具有高能量转化率，且在行驶阶段零排放，但其上游的氢气生产、压缩、运输过程均需要大量资源和能源的投入。所以，今天我们一起聊聊氢能车的全生命周期研究。

氢能燃料现状

01. 制氢环节

根据制取方式和碳排放量的不同，世界能源理事会的报告将氢分为灰氢、蓝氢和绿氢3种。灰氢是依靠化石燃料等资源生产的氢，包括煤制氢、天然气制氢、工业副产品制氢，生产过程中存在大量碳排放；蓝氢是在灰氢的基础上，应用碳捕捉、碳封存（CCS/CCUS）技术，使生产过程中的碳排放减少；绿氢是通过绿色电力即光伏发电、风电等可再生能源电解水制得的氢，在制氢过程中没有或者极少产生碳排放。由中国氢能联盟在2020年提出的《低碳氢、清洁氢与可再生能源氢的标准与评价》标准规定，按生命周期评价方法，生产过程中低碳氢产生的温室气体排放值低于14.51 kgCO2e/kgH2，清洁氢和可再生氢低于4.9 kgCO2e/kgH2，可再生氢同时要求制氢能源为可再生能源，建立了低碳氢、清洁氢和可再生氢的量化标准及评价体系。目前，我国现阶段约97%的氢都是由化石能源制氢或工业制副产氢获得。

02. 储氢环节

储氢技术是氢气能否得到高效利用的关键，是目前氢能产业化发展的重点和难点之一。对于交通运输行业，研制合适的储氢材料或者储氢工艺以用于燃料电池汽车车载储氢装置是必须面对的问题。目前已有高压气态储氢、固体材料储氢、低温液态储氢和有机液体储氢等多种技术和手段，其中高压气态储氢由于成本低、使用方便、储存条件易满足等优势，是目前储氢的主流方式。

03. 运氢环节

氢气运输方式可分为气氢管道、气氢拖车、液氢槽车。氢气长输管道适合大规模氢气的输送，由于建造氢气的长输管道投资很大，投资氢气长输管道需要一定的经济规模，未来氢能得到大规模发展时，氢气的长输管道将会像现在的天然气长输管道一样得到快速的发展。目前我国主流运氢方式是长管拖车运输高压气态储氢。

氢能车全生命周期温室气体排放

全生命周期（WTW）

氢能车的全生命周期(well to wheels，WTW) 分为两个阶段: 从油井到油箱(well to tank，WTT) 和从油箱到车轮(tank towheels，TTW)。前者包括原材料的开采、加工、运输和储存、燃料产品的加工、运输、储存和最终加注，后者指氢能车运行燃料使用阶段的排放。

自愿减排方法学

近日，UNFCCC官网公示了用于计算氢能车全生命周期的方法学：CDM-MP88-A05-Hydrogen fuel cell vehicles。该方法学可用于计算以可再生电力制氢、电网电解水制氢或副产品制氢工艺制备的氢气为燃料的氢能车全生命周期排放量。根据方法学，可选用传统化石燃料车、电车或者油电混用车作为基线计算。需要注意的是，目前该方法学尚未完成评审及公示环节。

模型法

目前，国际上已有部分全生命周期温室气体排放计算软件可以应用于氢能车场景中。诸如GABI、SimaPro、GREET等软件搭载数据库可对氢能车碳排放进行计算。

结语

推动交通运输低碳转型的进程道阻且长，但对于应对全球气候变化，实现碳中和的目标有着深远意义。在探索车辆燃油替代等减排路径之外，用于计算新型车用燃料的减排量的方法也在被全方位地积极探索与深入研究当中。如需了解更多，欢迎与我们联络。

宋菁

中国节能皓信副总经理

香港绿色金融协会ESG披露及整合工作组联席主席

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中国节能皓信: 市场部

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参考文献：

1. 张剑光. 氢能产业发展展望-制氢与氢能储运[J]. 化工设计, 2019, 29(4):6.

2.林婷, 吴烨, 何晓旖,等. 中国氢燃料电池车燃料生命周期的化石能源消耗和CO_2排放[J]. 环境科学, 2018, 39(8):8.

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