藍氫比燃燒天然氣、煤炭還糟,研究:不如專心研究綠氫

作者 | 發布日期 2021 年 08 月 16 日 10:00 | 分類 能源科技 , 電力儲存 Telegram share ! follow us in feedly


氫能也有分派系,其中「綠氫」是許多企業與國家推崇的目標,以再生能源電力電解水製氫,「藍氫」則雖然一樣是用天然氣製氫,但搭配碳捕捉與封存將二氧化碳封存起來,兩種製氫方式都被認為是下一代備受矚目的氫能,不過最近有一份報告指出,藍氫其實比燃燒天然氣、燃煤還要糟?

目前的氫能有 96% 來自化石燃料,尤其是蒸汽甲烷重整(steam methane reforming,SMR)技術,雖然說是成本最低的氫氣製法,但由於這些氫氣是來自天然氣,過程也會排放大量二氧化碳,被減碳人士稱為「灰氫」;而另一個氫能眼中釘則是由煤氣化法製成的氫氣,也有「褐氫」之稱。

為此藍氫與綠氫應運而生。再生能源製氫或許可以說是氫能的最終目標,用大量太陽能、風電等綠能,以電解水製氫,過程中不會產生二氧化碳,不過現階段還有許多挑戰,像是得先提高轉換效率與降低成本。

這時候藍氫就是氫能過渡候選者,雖說還是用天然氣水蒸氣轉化法,但至少把二氧化碳封存起來了,只是美國康乃爾大學與史丹佛大學報告指出,藍氫也沒比較好。

康乃爾大學生態和環境生物學教授 Robert Howarth 與史丹佛大學土木與環境工程學教授 Mark Z. Jacobson 的報告指出,在某些時候,藍氫的短時排放(Fugitive emissions)比燃燒天然氣、燃煤還要多,尤其是在供暖加熱的時候,溫室氣體足跡比燃燒天然氣或煤炭多 20% 以上,更比燃燒柴油高 60% 左右。

研究認為,藍氫溫室氣體排放量確實比灰氫還要少,但只有 9%~12%的幅度。這份研究藍氫生命週期中溫室氣體排放,還包括排出的二氧化碳和未燃燒外洩的甲烷,其中甲烷的暖化能力比二氧化碳更高,暖化能力比二氧化碳高 21 倍,研究指出,1 噸甲烷的暖化能力跟 100 噸的二氧化碳差不多,假設甲烷的外洩率(methane leakage rate)是 3.5%,會在大氣停留 20 年,嚴重程度是二氧化碳的 86 倍。

報告認為,藍氫的主要問題是,碳補集也會耗電,通常這些電力都自天然氣發電,縱使藍氫製造過程中會使用封存的溫室氣起來製氫,但若甲烷外洩,環境優勢也會扣分。

研究指出,我們的分析也是建立在可以無限期封存二氧化碳——這是一個樂觀且未經證實的假設,但即使如此,從氣候角度來看,藍氫似乎也難以證明可行。研究認為,藍氫在無碳未來「沒有任何」作用,與其「分心」把目標放在藍氫,不如放在真正的綠能技術「綠氫」。

(首圖來源:Flickr/Zero Emission Resource Organisation CC BY 2.0)

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