2021年1月，氫能理事會發(fā)布最新《氫能脫碳途徑》報告顯示，大規(guī)模低碳氫的供應在經(jīng)濟和環(huán)境上都是可行的，如果采用正確的本地化生產(chǎn)和實踐方法，氫能將具有巨大的社會效益。該報告還表明，單純依靠單一的生產(chǎn)途徑來制氫，難以實現(xiàn)較低的生命周期溫室氣體（GHG）排放，相反，采用基于事實的方法充分利用好區(qū)域資源，包括不同生產(chǎn)途徑的組合，可實現(xiàn)減排并降低成本，最終有助于使能源系統(tǒng)脫碳并限制全球變暖。
使用可再生能源的低碳氫，可以大大減少溫室氣體的排放；與傳統(tǒng)化石能源相比，使用光伏和風能進行電解氫，所需的總水量也非常低。
不同能源和制氫途徑的結(jié)合，使可再生能源和低碳氫的供應成為可能，并將在2050年支持進一步降低氫的成本。
2020年，有超過15個國家啟動了氫計劃和相關(guān)政策，行業(yè)參與者認為到2030年將有超過35GW的氫能項目。隨著氫能的加速發(fā)展，決策者必須更加注重氫能的脫碳作用，以確保氫能發(fā)揮其作為全球清潔能源轉(zhuǎn)型中關(guān)鍵解決方案的潛力，為凈零排放做出重大貢獻。
氫能理事會發(fā)布的最新氫能報告分為兩部分：第一部分，《生命周期評估》，基于不同的氫供應途徑產(chǎn)生的溫室氣體排放以及針對不同氫應用的生命周期溫室氣體排放的評估所提供的最新數(shù)據(jù)。報告第二部分， 《潛在的供應方案》，提出了3種假設(shè)的氫供應方案，以衡量大規(guī)模部署可再生和低碳氫的可行性和影響。
報告指出，生產(chǎn)氫的方法很多，盡管其中溫室氣體排放量差異很大，但是不同的氫生產(chǎn)途徑和最終用途中，都可以實現(xiàn)很高的二氧化碳減排效果。
例如，通過可再生能源通過水電解產(chǎn)生的“綠氫”可達到最低排放，但由具有高二氧化碳排放的天然氣生產(chǎn)“藍氫”如果能使用最佳技術(shù)并遵循最佳實踐，則通過捕獲和存儲技術(shù)，同樣可以實現(xiàn)低排放。
報告探索了八種示例性途徑，分析表明，如果使用氫，則可以顯著減少溫室氣體的排放。比傳統(tǒng)的化石能源減排多達60-90％。
此外，報告認為，未來完全可以實現(xiàn)低碳氫的大規(guī)模供應。
在調(diào)查了兩個假設(shè)的邊界情景（“僅綠氫”和“僅藍氫”情景）以評估脫碳氫供應的可行性和影響后，報告發(fā)現(xiàn)這兩種情景都是可行的：也即氫的供應和增長，不受全球可再生能源潛力的限制或碳封存（CCS）容量的限制，其增長速度不會超過行業(yè)擴展的速度。
氫能理事會曾經(jīng)在2017年進行的“擴大氫能規(guī)模”研究顯示，到2050年，對氫的需求已確定為21800 TWh。而要實現(xiàn)這一目標，電解槽和CCS的復合年增長率需要達到30-35％。這一部署比率與近十年來海上風電和太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的增長率差不多。
氫能理事會于2020年1月發(fā)布的數(shù)據(jù)已經(jīng)顯示，到2030年，在可再生和低碳氫成本下降的推動下，廣泛的氫應用將變得具有競爭力。最新的研究表明，“綠氫”和“藍氫”生產(chǎn)路徑的組合，將導致相對于任何一種邊界情景而言氫成本的降低。
通過利用“藍氫”在近期的成本優(yōu)勢，同時擴大“綠氫”的中長期的優(yōu)勢，在許多地區(qū)是最具成本效益的選擇。相對于任何一種邊界情景，這樣的藍綠組合，均可降低從現(xiàn)在到2050年的氫能平均成本。
鑒于氫能是能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵之一，使其在經(jīng)濟上可行不僅重要，而且對于使脫碳影響最大化并使其資源需求最小化也很重要。
第一部分–生命周期評估
本研究中的生命周期評估（LCA）分析涉及到供應鏈的各個方面，從一次能源提取到終端能源的使用。
報告從一次能源到氫能過程選擇了8個價值鏈進行說明。
通過對氫能途徑和應用的分析，發(fā)現(xiàn)通過使用綠氫（太陽能、風能）和藍氫，都可實現(xiàn)較高的溫室氣體排放量減少。
在生命周期評估（LCA）研究中，可再生能源+電解的方式，溫室氣體減排效果最大（非常高，大約90%以上），最佳情形下的藍氫途徑，減排效果也不錯（高，大約60%以上），但兩者處于相同的數(shù)量級。
第二部分–潛在的供應方案
目前大多數(shù)氫是通過化石途徑產(chǎn)生的。
氫理事會在其《擴大氫能規(guī)模》報告（2017年）中所設(shè)想的那樣，要在2050年之前使氫能的供應增加十倍，就必須使現(xiàn)在使用的氫及未來潛在的氫需求都要實現(xiàn)脫碳。
研究提供了三種假設(shè)脫碳氫供應情景：
1）“僅綠氫”，可再生能源為基礎(chǔ)；
2）“僅藍氫”，依靠碳捕集；
3）兩種脫碳途徑相結(jié)合的方案，該方案根據(jù)來源的預期區(qū)域成本情況，使用綠氫和藍氫的特定組合。
研究發(fā)現(xiàn)，無論生產(chǎn)途徑如何，都可以保證脫碳氫的供應。
而組合的形式，可以在大規(guī)模擴張期間保證成本最低。
在某些地區(qū)充分利用“藍氫”的近期成本優(yōu)勢，可實現(xiàn)一定的規(guī)模化。
依據(jù)條件不同，不一定非得用僅綠氫的方案。
該報告由氫能理事會在Ludwig-B?lkow-Systemtechnik（LBST）和麥肯錫公司的分析支持下共同完成。生命周期評估部分基于氫能理事會先前的工作，結(jié)合LBST在氫和燃料電池及生命周期評估方面的專業(yè)知識。供應方案部分借鑒了氫能理事會和麥肯錫公司此前開展的工作，包括《擴大氫能規(guī)?！穲蟾妫?018年），《氫能平價之路》報告（2020年）以及正在進行的《氫能洞察》研究（2021年）。
部分圖表：
圖1：2030和2050年制氫途徑的碳排放量比較
注：能源生產(chǎn)排放（energy production，淺灰色塊）是指氫能工廠所用不同的能源原始來源（天然氣、煤炭、電力）所產(chǎn)生的溫室氣體排放量，而H2生產(chǎn)（H2 production，深灰色塊）是指氫能工廠直接的溫室氣體排放，包括來自工廠輔助電力的使用等。
氫生產(chǎn)過程各中方法的用水量比較
從生產(chǎn)到使用的氫能路徑，6個過程各種具體形式
8種描述路徑
長距離乘用車使用情形，東亞，使用進口的藍氫
船運，挪威，使用藍氫情形
工業(yè)供熱，北歐，使用藍氫
發(fā)電，東亞，使用藍氫
作為化肥原料，從綠氫制作化肥用的氨
大巴，使用綠氫
重型卡車運輸，采用綠氫
鋼鐵生產(chǎn)，西歐的綠色鋼鐵生產(chǎn)過程
不同氫類型的消費和排放情況（灰、藍、綠）
藍氫和綠氫混合情景
氫脫碳情景下可再生能源需求情況（混合模式下，用太陽能的話面積相當于40%西班牙國土面積，用海上風電則需要在英國和愛爾蘭海域全部安裝上風機）
來源：氫能理事會 HydrogenCouncil
