【減碳指南】氫能車是新能源騙局嗎？先來了解它的全生命周期

前言

“雙碳”戰略目標下，能源清潔化成為技術創新的熱門領域。國務院在《2030年前碳達峰行動方案》（國發（2021）23號）中明確提到：“要推動運輸工具裝備低碳轉型並積極擴大燃料氫等新能源、清潔能源在交通運輸領域應用”。與其他清潔能源相比，氫能具有制備路徑多，取用無時間、天氣限制，儲能形式多樣化等優勢。尤其在交通運輸行業，氫能正在逐步替代燃油、天然氣等化石燃料，成為助力交通運輸低碳轉型的重要技術。

氫能車的應用究竟能帶來多少減排效益是近年重要研究方向，其全生命周期的溫室氣體排放是核心關鍵。雖然氫能車具有高能量轉化率，且在行駛階段零排放，但其上遊的氫氣生產、壓縮、運輸過程均需要大量資源和能源的投入。所以，今天我們一起聊聊氫能車的全生命周期研究。

氫能燃料現狀

01. 制氫環節

根據制取方式和碳排放量的不同，世界能源理事會的報告將氫分為灰氫、藍氫和綠氫3種。灰氫是依靠化石燃料等資源生產的氫，包括煤制氫、天然氣制氫、工業副產品制氫，生產過程中存在大量碳排放；藍氫是在灰氫的基礎上，應用碳捕捉、碳封存（CCS/CCUS）技術，使生產過程中的碳排放減少；綠氫是通過綠色電力即光伏發電、風電等可再生能源電解水制得的氫，在制氫過程中沒有或者極少產生碳排放。由中國氫能聯盟在2020年提出的《低碳氫、清潔氫與可再生能源氫的標准與評價》標准規定，按生命周期評價方法，生產過程中低碳氫產生的溫室氣體排放值低於14.51 kgCO2e/kgH2，清潔氫和可再生氫低於4.9 kgCO2e/kgH2，可再生氫同時要求制氫能源為可再生能源，建立了低碳氫、清潔氫和可再生氫的量化標准及評價體系。目前，我國現階段約97%的氫都是由化石能源制氫或工業制副產氫獲得。

02. 儲氫環節

儲氫技術是氫氣能否得到高效利用的關鍵，是目前氫能產業化發展的重點和難點之一。對於交通運輸行業，研制合適的儲氫材料或者儲氫工藝以用於燃料電池汽車車載儲氫裝置是必須面對的問題。目前已有高壓氣態儲氫、固體材料儲氫、低溫液態儲氫和有機液體儲氫等多種技術和手段，其中高壓氣態儲氫由於成本低、使用方便、儲存條件易滿足等優勢，是目前儲氫的主流方式。

03. 運氫環節

氫氣運輸方式可分為氣氫管道、氣氫拖車、液氫槽車。氫氣長輸管道適合大規模氫氣的輸送，由於建造氫氣的長輸管道投資很大，投資氫氣長輸管道需要一定的經濟規模，未來氫能得到大規模發展時，氫氣的長輸管道將會像現在的天然氣長輸管道一樣得到快速的發展。目前我國主流運氫方式是長管拖車運輸高壓氣態儲氫。

氫能車全生命周期溫室氣體排放

全生命周期（WTW）

氫能車的全生命周期(well to wheels，WTW) 分為兩個階段: 從油井到油箱(well to tank，WTT) 和從油箱到車輪(tank towheels，TTW)。前者包括原材料的開採、加工、運輸和儲存、燃料產品的加工、運輸、儲存和最終加注，後者指氫能車運行燃料使用階段的排放。

自願減排方法學

近日，UNFCCC官網公示了用於計算氫能車全生命周期的方法學：CDM-MP88-A05-Hydrogen fuel cell vehicles。該方法學可用於計算以可再生電力制氫、電網電解水制氫或副產品制氫工藝制備的氫氣為燃料的氫能車全生命周期排放量。根據方法學，可選用傳統化石燃料車、電車或者油電混用車作為基線計算。需要注意的是，目前該方法學尚未完成評審及公示環節。

模型法

目前，國際上已有部分全生命周期溫室氣體排放計算軟件可以應用於氫能車場景中。諸如GABI、SimaPro、GREET等軟件搭載數據庫可對氫能車碳排放進行計算。

結語

推動交通運輸低碳轉型的進程道阻且長，但對於應對全球氣候變化，實現碳中和的目標有著深遠意義。在探索車輛燃油替代等減排路徑之外，用於計算新型車用燃料的減排量的方法也在被全方位地積極探索與深入研究當中。如需了解更多，歡迎與我們聯絡。

宋菁

中國節能皓信副總經理

香港綠色金融協會ESG披露及整合工作組聯席主席

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中國節能皓信: 市場部

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參考文獻：

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2.林婷, 吳燁, 何曉旖,等. 中國氫燃料電池車燃料生命周期的化石能源消耗和CO_2排放[J]. 環境科學, 2018, 39(8):8.

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