在化工行業(yè)，氫氣用于生產(chǎn)氨和甲醇，它們是兩種用途廣泛的基礎(chǔ)化合物，其中氨是化肥行業(yè)的主要原料。

難題在于，目前的氫氣95%來自于化石燃料，通過兩種最常見的方法—煤炭氣化和蒸汽甲烷重整進行生產(chǎn)。在生產(chǎn)過程中，化石燃料（即煤或天然氣）進料與蒸汽反應(yīng)，生成一氧化碳、二氧化碳和氫氣。每生產(chǎn)1公斤氫氣將釋放約10公斤二氧化碳，如果不能及時捕獲、利用或封存生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳，此類傳統(tǒng)的制氫方法將對環(huán)境造成巨大影響。

因此，只有在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中盡可能減少碳排放，氫氣才有助于全球經(jīng)濟實現(xiàn)可持續(xù)脫碳的目標。實現(xiàn)這一目標主要包括的途徑有：利用風(fēng)能、太陽能、水能等可再生能源以及沼氣和核能，或是采用常規(guī)的化石燃料能源加上碳捕獲與封存技術(shù)，從而實現(xiàn)低碳氫的大規(guī)模生產(chǎn)。

2018年按生產(chǎn)來源劃分的氫氣生產(chǎn)成本

日本規(guī)劃利用氫能規(guī)模很大，但是完全需要進口，這種情況在全世界只有韓國和日本。這兩個國家能源幾乎全部依賴進口，更不可能實現(xiàn)氫的自給。

2017年，豐田汽車在長灘港建立一個制氫站，每天可以生產(chǎn)1.2噸的氫燃料以及2.35兆瓦的電力，而其中的能量來源則是牛糞制成的沼氣。

據(jù)豐田美國燃料電池項目負責人馬特·麥克勞瑞介紹，該制氫站主要用于為日本進口的燃料電池汽車加氫，并為豐田氫燃料半掛卡車提供服務(wù)。麥克勞瑞并未提供該項目工程的成本，而且他還表示，制氫站具體需要多少量的牛糞還在計算之中。

2022年1月21日，由日本川崎重工業(yè)公司制造的全球第一艘液化氫運輸船從日本神戶港抵達澳大利亞黑斯廷斯港，開始大規(guī)模運送液氫。這艘運輸船全長 116米，總噸位約 8000噸，船上搭載了特制的儲氣罐，能儲存近1250立方米的液化氫，相當于大約75噸液氫。

這被認為是一個里程碑事件，意味著全球大規(guī)模氫貿(mào)易的開端。但是也遭到各種批評，有人認為這是日本搞碳排放轉(zhuǎn)移，將增加澳大利亞的碳排放。還有專家認為日本這是有錢閑得慌，因為液氫長距離運輸，非常昂貴，是巨大的金錢浪費。

與其運輸液氫，為何不運輸氨？

澳大利亞氣候委員會氣候解決方案高級研究員蒂姆·巴克斯特表示，政府的這些假設(shè)值得懷疑，“從化石燃料中提取的氫，是從高排放的煤中提取的，實際上只是一種新的化石燃料工業(yè)�；�石氫是一個全新的化石燃料行業(yè)，無論是否加裝碳捕獲和儲存相關(guān)，會導(dǎo)致更多的溫室氣體排放。這不是一個氣候解決方案�！�

澳大利亞氣候、能源和災(zāi)難解決研究所的工程師菲奧娜·貝克認為，如果化石燃料制氫成為常態(tài)，相當于日本將把碳排放轉(zhuǎn)移到澳大利亞。根據(jù)目前衡量排放量的二氧化碳核算標準，日本將大幅削減排放量，而排放量轉(zhuǎn)移到澳大利亞。除非澳大利亞有一些強有力的政策來降低其碳排放量，否則我們可能會看到，由于這種氫貿(mào)易導(dǎo)致澳大利亞的碳排放量會上升。

除了制氫本身的碳排之外，液氫運輸?shù)慕?jīng)濟成本也遭到質(zhì)疑。根據(jù)國際可再生能源署（IRENA）、德國智庫 Agora Energiewende 和能源分析機構(gòu)Wood Mackenzie 的說法，運輸氫的衍生物氨(NH3)而不是純氫，才具有經(jīng)濟意義。氨能量密度更高，有成熟的合成技術(shù)和現(xiàn)有的供應(yīng)鏈，以及氨本身有推動脫碳的潛力。氨的體積能量密度比液氫高出59%。

因此，假設(shè)相同大小的容器，理論上需要三批以上的液氫（LH2）才能運輸與兩批液氨（LNH3）相同的能量。

日本國際環(huán)境與經(jīng)濟研究所期刊文章稱，用綠色氫生產(chǎn)零碳氨（價格為3美元/公斤），每公斤將花費0.48美元，綠色氫的成本為7.15美元/公斤，幾乎是綠色氨氣的15倍。而且，氨氣船上商業(yè)運輸比較成熟，氨的海運貿(mào)易量每年約為2000萬噸液氨。相比之下，大容量液態(tài)氫船的商業(yè)運營直到2030年才可能達到目標。

氫氣儲存溫度為-253℃（氨只需要-33℃），在長途航行中保持該溫度非常困難，需要消耗更多能量。這些低于零攝氏度的液體中的一部分會不可避免蒸發(fā)。根據(jù)《能源報告》雜志上的一項研究數(shù)據(jù)，從卡塔爾向日本運輸 16萬立方米的液態(tài)氫，年蒸發(fā)率為13.77%。這意味著13.77%的氫將在一年（24次航行）的過程中損失。相比之下，一艘在同一路線上運輸 16萬立方米液氨蒸發(fā)量僅有0.325%。

使用上述7.15美元/公斤的液氫生產(chǎn)價格，將轉(zhuǎn)化為每年2.705億美元的蒸發(fā)損失。相比之下，根據(jù)0.48美元/公斤的生產(chǎn)價格，沿同一路線蒸發(fā)液態(tài)氨氣的年損失僅為410萬美元。大多數(shù)以出口為導(dǎo)向的低碳（藍色和綠色）氫項目計劃運輸氨，而不是純氫氣。超過85%的擬議產(chǎn)能在某種程度上整合了氨和氫，氨用于出口市場，其余的氫主要針對國內(nèi)市場。

       原文標題 : 豐田戰(zhàn)略難題之三：氫是很復(fù)雜的問題（中） | 賈新光汽車評論