在化工行业，氢气用于生产氨和甲醇，它们是两种用途广泛的基础化合物，其中氨是化肥行业的主要原料。

难题在于，目前的氢气95%来自于化石燃料，通过两种最常见的方法—煤炭气化和蒸汽甲烷重整进行生产。在生产过程中，化石燃料（即煤或天然气）进料与蒸汽反应，生成一氧化碳、二氧化碳和氢气。每生产1公斤氢气将释放约10公斤二氧化碳，如果不能及时捕获、利用或封存生产过程中产生的二氧化碳，此类传统的制氢方法将对环境造成巨大影响。

因此，只有在生产环节中尽可能减少碳排放，氢气才有助于全球经济实现可持续脱碳的目标。实现这一目标主要包括的途径有：利用风能、太阳能、水能等可再生能源以及沼气和核能，或是采用常规的化石燃料能源加上碳捕获与封存技术，从而实现低碳氢的大规模生产。

2018年按生产来源划分的氢气生产成本

日本规划利用氢能规模很大，但是完全需要进口，这种情况在全世界只有韩国和日本。这两个国家能源几乎全部依赖进口，更不可能实现氢的自给。

2017年，丰田汽车在长滩港建立一个制氢站，每天可以生产1.2吨的氢燃料以及2.35兆瓦的电力，而其中的能量来源则是牛粪制成的沼气。

据丰田美国燃料电池项目负责人马特·麦克劳瑞介绍，该制氢站主要用于为日本进口的燃料电池汽车加氢，并为丰田氢燃料半挂卡车提供服务。麦克劳瑞并未提供该项目工程的成本，而且他还表示，制氢站具体需要多少量的牛粪还在计算之中。

2022年1月21日，由日本川崎重工业公司制造的全球第一艘液化氢运输船从日本神户港抵达澳大利亚黑斯廷斯港，开始大规模运送液氢。这艘运输船全长 116米，总吨位约 8000吨，船上搭载了特制的储气罐，能储存近1250立方米的液化氢，相当于大约75吨液氢。

这被认为是一个里程碑事件，意味着全球大规模氢贸易的开端。但是也遭到各种批评，有人认为这是日本搞碳排放转移，将增加澳大利亚的碳排放。还有专家认为日本这是有钱闲得慌，因为液氢长距离运输，非常昂贵，是巨大的金钱浪费。

与其运输液氢，为何不运输氨？

澳大利亚气候委员会气候解决方案高级研究员蒂姆·巴克斯特表示，政府的这些假设值得怀疑，“从化石燃料中提取的氢，是从高排放的煤中提取的，实际上只是一种新的化石燃料工业。化石氢是一个全新的化石燃料行业，无论是否加装碳捕获和储存相关，会导致更多的温室气体排放。这不是一个气候解决方案。”

澳大利亚气候、能源和灾难解决研究所的工程师菲奥娜·贝克认为，如果化石燃料制氢成为常态，相当于日本将把碳排放转移到澳大利亚。根据目前衡量排放量的二氧化碳核算标准，日本将大幅削减排放量，而排放量转移到澳大利亚。除非澳大利亚有一些强有力的政策来降低其碳排放量，否则我们可能会看到，由于这种氢贸易导致澳大利亚的碳排放量会上升。

除了制氢本身的碳排之外，液氢运输的经济成本也遭到质疑。根据国际可再生能源署（IRENA）、德国智库 Agora Energiewende 和能源分析机构Wood Mackenzie 的说法，运输氢的衍生物氨(NH3)而不是纯氢，才具有经济意义。氨能量密度更高，有成熟的合成技术和现有的供应链，以及氨本身有推动脱碳的潜力。氨的体积能量密度比液氢高出59%。

因此，假设相同大小的容器，理论上需要三批以上的液氢（LH2）才能运输与两批液氨（LNH3）相同的能量。

日本国际环境与经济研究所期刊文章称，用绿色氢生产零碳氨（价格为3美元/公斤），每公斤将花费0.48美元，绿色氢的成本为7.15美元/公斤，几乎是绿色氨气的15倍。而且，氨气船上商业运输比较成熟，氨的海运贸易量每年约为2000万吨液氨。相比之下，大容量液态氢船的商业运营直到2030年才可能达到目标。

氢气储存温度为-253℃（氨只需要-33℃），在长途航行中保持该温度非常困难，需要消耗更多能量。这些低于零摄氏度的液体中的一部分会不可避免蒸发。根据《能源报告》杂志上的一项研究数据，从卡塔尔向日本运输 16万立方米的液态氢，年蒸发率为13.77%。这意味着13.77%的氢将在一年（24次航行）的过程中损失。相比之下，一艘在同一路线上运输 16万立方米液氨蒸发量仅有0.325%。

使用上述7.15美元/公斤的液氢生产价格，将转化为每年2.705亿美元的蒸发损失。相比之下，根据0.48美元/公斤的生产价格，沿同一路线蒸发液态氨气的年损失仅为410万美元。大多数以出口为导向的低碳（蓝色和绿色）氢项目计划运输氨，而不是纯氢气。超过85%的拟议产能在某种程度上整合了氨和氢，氨用于出口市场，其余的氢主要针对国内市场。

       原文标题 : 丰田战略难题之三：氢是很复杂的问题（中） | 贾新光汽车评论