制氢行业耗水环不环保？权威报告给出答案 | 最前线

文| 王方玉

编辑| 苏建勋

双碳目标指引下，我国氢能产业迎来蓬勃发展。目前我国是全球最大的氢气生产国，2022年氢气产量达3781万吨。据中国氢能联盟预测，2026~2035年，我国氢能产业产值可达5万亿元，氢能产业链前景非常广阔。

但与此同时，与制氢相关的用水问题也被越来越多地讨论和关注。尤其是随着氢能产业的快速发展，未来其对水的消耗量将会激增。发展氢能的耗水量有多大，如何平衡好氢能发展与其对水资源的影响和潜在风险？

12月10日，国际可再生能源署和未澜咨询共同撰写的《全球制氢用水报告》（以下简称“报告”）在COP28期间正式发布，为全球制氢行业实现实现水资源方面的可持续发展提供了参考。据介绍，这是全球首份系统性分析制氢用水问题的报告。

报告指出，氢能制造目前还不算“用水大户”，但可能显著增加局部地区用水压力。举例来说，一个23 万吨装备碳捕集的煤制氢工厂的年用水量相当于全伦敦市居民半年的用水量。

国际可再生能源署 《全球制氢用水报告》

目前，市场上主流的制氢方式包括了绿氢（通过光电、风电等可再生能源电解水制氢）、灰氢（以天然气为原料制氢）、棕氢（以煤炭为原料气化制氢）、蓝氢（在灰氢的基础上加用了CCUS环节）四种。报告指出，以上四种制氢技术中，绿氢（质子交换膜电解）的平均用水强度是最低的，生产每千克氢气平均消耗17.5升水，其次是灰氢、蓝氢和棕氢。

对比不同制氢方式的耗水量，绿氢无疑是制备氢气更节约水资源的方式。报告还通过模拟指出，随着绿氢制造技术的进步，未来每提高1%的电解效率，绿氢的耗水量还可以降低约2%。

从整体来看，由于氢能制备耗水量不大，因此无论对于国家整体，还是能源部门整体来说耗水量占比都不显著。报告指出，目前每年全球制氢抽取的淡水规模为22亿立方米，仅占能源部门总取水量的0.6%。

但如果聚焦到氢能产能密集的局部地区，水资源的消耗情况就会变得严峻起来。《报告》发现，目前全球绿氢和蓝氢（正在运营和已在规划中）产能中逾35%位于高水压力的地区。中国、欧盟、美国和其它G20国家也都面临着不同程度的水压力。

其中，我国的黄河流域由于煤炭资源富集，集聚了全国逾八成煤化工厂，也因此承担了全国80%以上的煤制氢产能，但该地域的水资源占比仅不到全国的4%，水资源供需矛盾突出。因此，报告指出，发展高耗水的煤制氢会给当地持续增加用水负担，如果为了减少碳排放而给煤制氢工厂加上CCUS，则会进一步显著增加用水需求。

对此，报告建议，若要继续在黄河流域发展氢能，耗水量低的绿氢将是最优选择。据该报告测算，如果黄河流域采用SMR+CCUS、碱性电解或两者的混合来替代煤制氢生产，从棕氢转为绿氢，可以在制氢量增长11%的情况下，提取水量减少28%，消耗水量减少20%。