无排放的绿色氢能可能成为清洁能源组合中的重要补充。
它在某些行业中具有应用可行性，但尚无法规模化满足大众消费。
要实现更广泛的应用，它需要技术突破和基础设施建设。
绿色氢能此前一直默默无闻，如今却重新受到全球政策制定者和能源专家的关注，被视为实现净零排放的潜在推动力。这在很大程度上得益于相关使能技术的重大进展，以及支持其研发的政府补贴和产业政策（例如，欧盟委员会已批准超过50亿欧元，美国《通胀削减法案》则提供了95亿美元）。
无排放的绿色氢能利用太阳能、风能、地热能和水力发电等可再生能源产生的清洁电力，通过电解工艺将氢从水中分离出来。据《经济学人》报道，氢元素并非像化石燃料那样的一次能源，而是像电力一样的能量载体。该文章还指出：“氢并不存在天然来源，其大部分以化石燃料、生物质和水等分子形式存在。”
氢能的优势
热力学规律表明，从这些分子结构中制取氢所需的能量输入，高于氢能发电所能产生的最终输出。因此，目前所采用的工艺仅限于通过引入元素周期表中的其他元素对氢进行化学改性，用于生产钢铁和水泥、火箭发动机燃料、炸药，以及精炼用于化肥的氨。在这些需要高于传统电力能源温度的特定制造和工业过程中，其成本是可以接受的。简言之，如果清洁氢要实现其向大众提供无排放电力的既定目标，就需要创新技术取得非凡突破。
这并不是要否定自2000年代世界上次尝试发展氢能以来所取得的进展。能源来源决定了氢在氢能色谱中的位置。正如我们所见，绿色氢是利用无排放能源制取的。如今太阳能和风能发电成本的降低，可能使绿色氢的商业化规模生产及其相应供应链成为可能。相反，灰氢目前约占全球用量的95%，它是利用化石燃料产生能量的，这一过程会将二氧化碳释放到大气中。其近亲蓝氢来自天然气，其碳排放通过碳捕集方法封存于地下，而非排放到空气中。产生能量。
总体而言，这些氢能类型可以弥补其他能源的优势与不足，例如太阳能和风能固有的间歇性。氢只是多元化能源“箭袋”中的众多箭矢之一，有助于应对全球变暖并推动碳捕集的增长。
补贴陷阱
税收抵免和产业政策旨在为清洁燃料的研发支出提供启动资金，但最后一程才是最艰难的。此类公共政策被设计为一种临时援助，用于在概念被私募股权市场推动前对其进行验证，之后再逐步减少纳税人补贴。
然而，这种方式存在风险。为投资而投资绿色能源的警示案例，可以以失败的美国太阳能电池板企业Solyndra为例。该公司从成立于2005年到2011年破产期间，共获得5.35亿美元的联邦贷款担保。2010年，Solyndra投入运营“Fab 2”工厂，这是一座位于加利福尼亚州弗里蒙特的先进生产设施，投资额达7.33亿美元，资金来源除私人投资外，还包括上述联邦贷款担保。根据一份新闻稿，该公司曾宣称计划雇用1,000人，并生产年制造产能为500兆瓦的太阳能电池板。破产暴露了这些承诺的脆弱性，新工厂随之关闭。美国能源部于2015年发布的一份报告指出，Solyndra提供的不正确信息“破坏了该部门管理贷款担保流程的努力”。
为避免绿色氢能发展资金出现类似情况，监管机构和资金接收方必须在整个新技术开发过程中建立透明的成功衡量标准和问责机制，这一点至关重要。
清洁能源的现实
如前所述，绿色氢目前面临化学和物理的基本规律制约，需要重大技术突破。与其他清洁能源一样，它缺乏交通基础设施（包括管道）以及成熟的供应链网络，无法制造可并网且更便宜的电解槽。目前，储存和长距离运输的成本过高。快速扩大其生产规模也是另一项挑战。规范其生产、运输和使用的规则、法规和标准需要立法，以铺平道路。绿色能源的“清洁”资质必须得到明确界定和分类，以确保税收抵免不会适得其反，并真正实现低碳甚至无碳。监管机构必须严格打击“漂绿”行为，并强制企业披露其全生命周期排放。
将能源结构转向清洁氢，也可能挤占更高效可再生能源应用的投资。这可能导致一种众所周知的“囚徒困境”：例如，风能和太阳能企业与氢能企业争夺同一笔有限的政府资金，各方的自身利益可能导致三方都得到次优结果。此外，绿色氢从电网中占用风能和太阳能电力也意义不大——据《基普林格快报》统计，风能和太阳能合计仅占美国总用电量的11%。对于商业和居民用户而言，这样做的成本相对更高，效率也更低。
尽管存在这些批评，但考虑到绿色氢在减少大气温室气体、降低全球气温和改善环境质量方面的潜力，我们不能忽视对其进行探索的机遇。氢虽然是一种体积较大的气体，但质量轻、不含碳且能量密度高；就后一点而言，其能量密度高于天然气。燃烧时，氢在空气中不会产生与碳氢化合物相关的一氧化碳或硫酸盐。尽管成本较高，但在燃料电池中使用时，氢无需燃烧即可发电，且其唯一副产物是水。通过电解，氢能够平衡电网的供需，并且由于压缩后可储存，因此能更好地应对季节性调整。政策制定者常常忽视的还有其地缘政治影响：氢能可能重塑能源版图，减少全球收入不平等，并增加智利、哥伦比亚、乌拉圭、印度、印度尼西亚、摩洛哥和纳米比亚等发展中国家新兴氢能供应商的财富。
一旦科学技术跟上绿色氢的发展愿景，并且我们克服了艰难的试错过程，一个去碳化的应许之地便会到来。韧性、运营可靠性以及克服供应链限制同样重要。经济史清楚地表明，人类智慧总能找到办法，解决当时看似无法逾越的障碍。我们今天所受益的许多发现，曾经都潜藏于我们的集体想象之中。正如阿尔伯特·爱因斯坦所言：“你无法在产生问题的同一层面上解决问题。你必须超越它，上升到更高的层面。”这正是我们今天在绿色氢领域所处的充满希望的发展轨迹。
