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(编者按：全球零碳联盟成立，红衫中国参与发起，敬将本译文敬献各位读者）

乍一看，这列火车没有什么特别之处。它坐在柏林郊区斯潘道车站的站台上，看起来和其他火车几乎一模一样。

但不要上当，因为这列由法国阿尔斯通集团制造的火车确实非常特别。它不是靠电或柴油运转，而是靠许多人认为是未来燃料的氢。

事实上，这列火车是一辆破纪录的火车，仅在几周前，它就用一罐氢气行驶了1000多公里。然而，继续旅行，感觉就像任何其他地区的火车一样。

没有发动机噪音，也没有柴油烟的味道。事实上，它给人的感觉很像欧洲其他无数电动火车之一。

这就引出了一个问题：氢火车的意义是什么？

简单的答案是，并非铁路网的每一部分都电气化了。在德国，大约40%的轨道没有通电；在英国，这一比例甚至更高：约为60%。

目前，在这些线路上运行的列车往往使用柴油动力，这当然意味着碳排放。由于将这些轨道连接到电力将极其昂贵，氢被视为消除铁路运输排放的最有吸引力的选择之一。

你如何制造氢气很重要

这就引出了你需要了解的关于氢的第一件事。它是一种神奇的元素：其化学性质非常有用，但也可以用作燃料。它的燃烧方式与天然气的燃烧方式大致相同；它可以通过燃料电池运行，在那里它的行为有点像电池。

但更重要的是，氢可以在没有任何碳排放的情况下产生。我说“可以”是因为事实证明有各种各样的制氢方法，其中一些是清洁的，另一些则相对脏点。

氢爱好者想出了一种颜色来描述制造氢的各种不同方法，一方面，考虑到氢本身是一种无色气体，这有点荒谬；但它至少强调了有许多不同的途径可以实现这一目标。

今天制氢的主要方式是天然气——我们从地下排出的甲烷，通过管道进入锅炉。通过称为“蒸汽转化”的过程从甲烷中除去碳原子，剩下的就是氢气。

这种——众所周知的灰色氢气——已经在世界各地的炼油厂和工厂大规模生产。氢气被用作各种化学过程的原料，它帮助我们制造塑料和其他石化产品，

但可以说它最重要的功能是制造肥料。

如果没有近几十年来所有这些灰色氢分子产生并转化为氨，我们数百万人就会挨饿，所以氢已经是一个很重要的了。

正如你已经注意到的，问题是灰氢涉及相当多的碳排放。现在，解决这一问题的一个办法是尝试从烟囱中捕获这些碳排放，并将二氧化碳储存在地下。这样做，你就有了一种低碳形式的氢（你无法捕获每一个碳原子），俗称蓝氢。

各类方式由此而生。有黑氢（由煤制成）、粉红氢（由核能制成）、绿松石氢（由甲烷热解产生）等等。但如今氢的圣杯是“绿色氢”。

绿色氢是通过将水通过电解槽来制造的，而这个又由可再生能源（无论是风能、太阳能还是水电）供能。

电将水中的氢原子与氧原子分开，在一个电极上产生氢气，在另一个电极产生氧气。瞧，你有一个真正的绿色氢源。

更清洁的氢气制造成本更高

现在，电解并没有什么特别的新东西。一个多世纪以来，我们一直在利用它在这个国家和其他地方制造重要的化学品。事实上，使用氢气作为未来燃料的想法并不新鲜。

几十年来，人们一直在驾驶原型氢汽车；他们谈论这种燃料改变世界的时间甚至更长。但这还没有发生。为什么？好了，这就引出了你需要了解的关于氢的第二件事：它的制造确实非常昂贵——至少是绿色的氢。

这又回到了热力学。氢气不是以天然形式存在的。与天然气或石油不同，它不是大自然提供给我们的燃料。我们之所以有这么多不同颜色的氢，是因为我们需要制造它，而且有各种各样的方法可以做到。但是热力学定律是这样的，为了制造氢气，你需要投入比燃烧气体所能得到的能量更多的能量。

而且你需要投入的能量越多，氢的种类就越绿色。考虑一下：制造一公斤灰色氢气的成本大约为1美元，或者在天然气价格飙升到非常高的水平之前。另一方面，制造一公斤绿色氢的成本约为5美元。

这值得思考一下。它的许多助推器表明，氢是空间加热的明显解决方案。目前，英国大多数家庭都有燃气锅炉。

拆除整个散热器系统并用空气源热泵代替它们，这将导致家庭翻新的巨大成本；一些家庭需要更好的绝缘。从直觉上看，保留现有的散热器并将其转换为氢气似乎很明智，对吧？

除了a）氢气很贵：比天然气贵很多倍。b）因为它是一个如此小的分子，它比甲烷更容易泄漏，这意味着房屋更容易发生爆炸（氢气也极易燃烧）。

整个国家的天然气基础设施将需要更新——这是一项极其昂贵的工作——而这一切都是假设人们愿意支付氢气本身的运行成本。

你看到这里的问题了。理论上，氢有很多应用案例，但在实践中，有很多领域的答案并不明显。供暖是其中一个领域：热泵一年比一年好，而且势头似乎正在转向热泵。

类似的事情已经发生在汽车上。早在20世纪70年代和80年代，许多人认为氢是绿色汽车的答案。20世纪70年代，杰克·尼科尔森（Jack Nicholson）驾驶一辆以我们今天所说的“绿色氢”为燃料的汽车让旁观者惊叹不已（我告诉过你，这一切都不是什么新鲜事）。

但在这段时间里，电池技术有了巨大的进步，以至于现在大多数专家都认为电池已经赢得了这场比赛。

仅仅因为氢可以使用，就应该使用吗？

这让我们了解到关于氢的第三件事。关于这种气体有很多炒作，但尽管它可以用于各种应用，但并不完全清楚它应该用于所有这些应用。

氢动力汽车工作得很好，但比电池电动汽车更贵，续航里程大致相似。当然，给氢汽车加油比给电池充电要快得多，但那是假设你能找到一个氢加油站。

没有太多，远远少于电池充电点（更不用说简单的三针式插头了）。

据专门从事能源研究的BloombergNEF供暖和氢气主管梅雷迪丝·安妮克斯（Meredith Annex）表示，在一些显而易见的领域，氢气将是至关重要的，首先是那些已经被使用的领域，例如，在制造化肥和作为化学原料。

它几乎肯定会在生产绿色钢铁方面发挥作用，在那里它甚至可能比现在的一些高炉更便宜。

她说：“然后你开始考虑运输燃料等问题，其中氨和甲醇都是由氢气产生的，看起来都是非常好的解决方案。”。

“然后你就来到了尚未确定的领域。这些领域包括发电、航空燃料，还有很多与其竞争的技术。”

而且，事实证明，仍然在局外的部分还包括火车，这让我们回到了柏林的阿尔斯通火车头。为什么要使用氢火车而不是电池火车？简单的答案是电池非常重且笨重。

如果你想让一辆电池驱动的火车行驶1000公里，就像这辆火车最近所做的那样，你需要在火车里堆满太多电池，以至于没有足够的空间容纳乘客。

因此，对于100公里左右的乡村线路来说，电池列车可能是有意义的，但对于更长的路程来说，氢气助推的火车的需求更大。

但问题是，在你拥有必要的基础设施之前，所有这些都有些不可思议：为氢罐重新填充的管道和终端，更不用说生产氢的设施本身了。

德国是欧洲在这方面最积极主动的国家之一。这些氢火车已经在该国北部运行（尽管是由灰氢而非绿色燃料驱动）。

另一方面，英国没有氢燃料火车，也没有运行氢火车的设施——无论氢的颜色如何。

氢气需要大量投资-英国的战略不确定

这就引出了你需要了解的关于氢的第四件事：没有政府的重大干预，氢燃料这事就不会发生。

这种干预可能意味着为碳定价，也可能意味着提供基础设施——国家氢电网（鉴于你不能只在大多数现有的天然气管道中运行，这是一项非常重要的工作）。这意味着更清楚地知道你是想用氢气还是用热泵来给家里供暖。

然而，到目前为止，还没有人完全确定英国政府（这一届政府或这两届政府）在氢问题上的立场。有关于氢战略的文件，但大多数文件看起来更像是思维练习，而不是明确的旅行方向信号。

几乎没有为该行业预留资金，近年来威斯敏斯特的持续混乱只会加剧不确定性。

阅读其中一份文件，你会发现英国有望成为“低碳氢生产和使用的世界领导者”。

有很多理由对英国持乐观态度。我们在北海有充足的可再生能源发电能力。我们拥有数十年的燃料和制造氢气所需项目工程方面的专业知识。

然而，如果有什么不同的话，英国在这场竞赛中是落后者，而不是领先者。

它似乎也在比赛中选错了马，将大部分投资投向了“蓝色氢”，而不是绿色氢。蓝色氢是从天然气中获得的，可以将多余的碳储存起来。

当蓝氢比绿氢便宜得多时，这似乎是一个谨慎的举动，但在今天，由于天然气价格如此之高，绿氢看起来与蓝氢具有成本竞争力——这是一个惊人的变化。

英国将如何适应这种不断变化的环境？简而言之，没有人知道；战略发生了如此多的变化，更不用说政府的人事变动了，这已经不是特别清楚了。

这让那些争相加入氢经济的企业感到沮丧。Inovyn是Ineos的一部分，该公司从Runcorn基地生产化学品，长期以来一直使用电解法生产氯和氢

它的电池目前已接入国家电网，但如果它们由风能或太阳能供电，那里产生的氢将是绿色氢。该公司拥有制造这些电池的专业知识，并可能为世界各地的市场生产这些电池，但英国缺乏市场是一个挑战。

总部设于谢菲尔德的ITM Power公司是一种稍微不同类型的电解电池（质子交换膜，而不是Inovyn在Runcorn使用的碱性电池）的世界领导者之一。

他们已经在欧洲各地销售自己的装置，包括在科隆的壳牌项目，该项目有望成为欧洲大陆最大的绿色氢工厂。

这些细胞穿越英吉利海峡并非毫无意义。

中国正在主导这场比赛

现实是，英国在创建欧洲电池产业的竞赛中已经落后了。它也有可能错过创建氢产业的竞赛。

无论如何，全球竞争已经由中国主导，中国在氢供应链的几乎每个节点都占据主导地位，就像太阳能和电池一样。英国对工业战略的态度模棱两可，目前也处于困境

考虑到关于氢的用例还有很多问号，你可能在问自己：谁在乎？投资于可能会成为另一个泡沫的东西真的有那么多收益吗？

简单的答案是，虽然氢行业确实存在大量泡沫，但也有一个非常令人信服的原因，为什么这次对H2来说可能会有所不同。

如果我们要彻底消除碳排放，那就意味着消除或严重减少所有污染源。因此，我们仍然需要一种不涉及燃烧天然气的肥料制造方法。这意味着氢。

如果我们要在不烧煤的情况下炼钢，那几乎肯定意味着要使用氢气。如果我们要制造某些关键的石油化工产品——没有这些产品我们都会陷入困境——我们需要氢气。

但是，最重要的是，如果我们要拥有绿色能源，那么我们将需要大量的氢气。

最终，这是这种燃料的杀手级应用。可再生能源本质上是间歇性的。太阳一天只照那么几个小时；风不是每天都刮。

因此，我们需要某种备份来存储电力，以备那些不是由可再生能源发电的时候使用。目前，天然气和（在较小程度上）核能提供了备用能源。我们有一些抽水蓄能器，可以储存一些电力，但只能储存这么多。

虽然电池可以储存一定量的电力，但你需要惊人数量的电池来提供太瓦的电力储存，我们需要这些电池来维持电网数小时或数天的电力补充。

这就是氢的来源。当风刮得很大时，我们将电能输送到电解电池，在电解电池中产生大量的氢气，然后作为一个庞大的国家电池：当我们需要备用电能时，我们会在发电站燃烧或通过燃料电池运行。

稍微眯着眼，你可以想象一个未来，有了足够的风力涡轮机和足够的绿色氢设施，英国（以及全世界）可以拥有一个真正的绿色电力系统。

然而，要实现这一目标需要大量投资。这需要远见和承诺。

这些东西现在在白厅都不是无限供应的。这就是为什么这些天你必须去更远的地方寻找令人兴奋的新氢项目。

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