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研报 | 氢的短期温室效应不容忽视!有可能比化石燃料更高

来源:新能源网 308 2024-02-23

  颗粒在线讯:根据美国环保协会(Environmental Defense Fund,EDF)的一份新报告,目前的评估模型掩盖了氢气的短期温室效应。

  2月21日发表在《环境科学与技术》杂志上的这项研究发现,评估氢气对气候影响的标准框架“容易出现广泛的误判”!

  在重新分析了之前对氢气的生命周期评估后,该研究表明,“最广泛使用”的框架没有包括关键因素,包括氢气排放的变暖效应;实测的真实世界甲烷强度;以及排放对近期变暖的影响。

  根据美国环保协会的研究人员发现,当应用这些因素时,氢系统对气候的影响可能比它们正在取代的化石燃料技术“好得多,也坏得多”。

  氢在短期内具有“强大的间接”变暖效应,这是由于大气中的化学氧化与甲烷、对流层臭氧和平流层水蒸气等其他短期温室气体(GHG)有关。

  该研究的主要作者、美国环保协会气候科学家Tianyi Sun说,“最重要的结论是,我们评估氢气对气候影响的框架是不完善的,需要改进。”

  在2050年的条件下,在所有时间尺度上,美国环保协会的重新评估显示,从化石燃料转向蓝绿氢的相对影响从变暖减少93%到增加46%不等(考虑到极端情况)。

  报告称,根据生产途径的不同,这种能源载体的潜在优势或劣势可以归结为氢气自身的排放和上游甲烷的排放。

  CICERO 2023年的一项研究估计,氢在100年内的全球变暖潜力(GWP100)为11.6,几乎是每公斤排放二氧化碳的12倍。

  然而,美国环保协会的研究表明,GWP100基准“掩盖”了甲烷和氢气等具有“短暂变暖效应”的气候污染物的近期(20年和50年时间框架)影响。

  Sun还说道,“当我们将反映最新科学和数据的因素包括在内时,你会开始看到氢部署可能实现的气候效益有很大的差异……如果我们能够开始努力应对潜在结果的现实,并对潜在风险坦诚相待,那么我们应该能够通过氢部署实现更好的气候结果。”

  剑桥大学机械工程教授、氢能科学联盟联合创始人David Cebon教授在回应这项研究时表示:“这表明氢必须以'走钢丝'的方式才能'推进能源转型,而不是使其脱轨'。”

  报告写道,“迄今为止的排放估计值(泄漏、通风、吹扫)在<1%至20%之间,各价值链组成部分各不相同……但没有对现实世界基础设施的经验测量。”

  “鉴于氢气和天然气基础设施之间的相似性,以及天然气排放量已被证明高于之前的预期,有理由预计氢气排放量也可能很大。”

  美国环保协会表示:“如果氢气和上游甲烷排放量很高,与化石燃料相比,蓝氢途径实际上可能会使近期变暖效应增加50%。”

  相比之下,它补充道,“如果这些排放量控制在低位,就可以将变暖的影响减少70%以上。”

  工业供热和发电被认为是气候结果变化范围最大的应用。报告称,用氢气替代品取代工业天然气锅炉,用蓝色氨涡轮机取代天然气涡轮机,可能会在短期内失去40%的气候效益。

  “随着时间的推移,氢应用的好处越来越大,但从长远来看,与低氢排放(1%)相比,高氢排放(10%的排放率)仍会使这些技术的气候效益降低20%,”报告说。

  对于绿色氢气,美国环保协会表示,高氢气排放量可在短期内将其气候效益降低25%。

  报告称,“即使氢气排放率很高,绿色氢气途径也能在所有时间尺度上持续将化石燃料技术对气候变暖的影响降低60%以上。”

  然而,它确实表明,需要备受争议的额外性规则来确保绿氢的气候效益。Sun解释说,该报告传达了确保绿色氢气生产不会与电网脱碳相竞争的必要性。

  氢能科学联盟的Cebon教授补充道,“唯一有可能真正接近零排放的氢是由可再生能源制成的绿色氢。”

  他表示,这项研究为美国和欧盟关于电解槽运营商额外性、地理和小时相关性的规则提供了“强有力的支持”。

  该报告称,“通过将氢气排放、观测到的甲烷排放、全系统的能源影响和多个时间尺度包括在内,可以更准确地确定不同清洁能源替代品的气候效益,从而成为更有效的政策制定的基础。”

  美国环保协会首席科学家Steven Hamburg表示,“关于未来清洁能源系统的重要决定正在做出,这将对未来几十年产生影响。在许多情况下,氢气可以成为一种有效的脱碳工具,但前提是我们确保其对气候的影响保持在最低限度。这需要加强对包括氢本身在内的气候影响气体排放核算的游戏规则。”

  此前,Hydrogen Europe首席执行官Jorgo Chatzimarkakis曾言,在强调需要降低氢气泄漏风险的同时,“总体而言,用可再生氢气取代化石燃料将使全球气候状况受益匪浅。”

  这项研究是在去年12月举行的第28届缔约方大会上就ISO氢气温室气体排放评估方法达成一致几个月后进行的。

  关于美国环保协会

  美国环保协会英文名称为“Environmental Defense Fund” ,是著名的美国非政府非营利性环保组织,总部位于纽约,拥有超过200万名会员,并在美国、中国、英国、墨西哥设有12个办公室,共有全职工作人员600余人。从事的领域主要包括气候和能源、人体健康、生态保护、海洋等。美国环保协会自成立以来,一直遵循创新、平等和高效的原则,通过综合运用科学、法律及经济的手段,始终为最紧迫的环境问题提供解决方案。

  自1991年起,美国环保协会正式进入中国。美国环保协会中国项目在发展历程中,一直坚持通过运用市场化的手段,帮助中国更有效地实现环境保护和低碳发展目标。2017年6月30日,美国环保协会获得了北京市***局颁发的《境外非政府组织代表机构登记证书》,成为首家由环境保护部作为主管单位的境外非政府组织。

  美国环保协会以科学研究为基础深入探讨环境领域中的重大课题,倡导得到广泛持久的政治、经济和社会支持的解决方案。这得益于美国环保协会始终保持的非政治、有效和公正的立场。

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