文 | 王方玉
編輯 | 蘇建勳
雙碳目标指引下，我國氫能産業迎來蓬勃發展。目前我國是全球最大的氫氣生産國，2022 年氫氣産量達 3781 萬噸。據中國氫能聯盟預測，2026~2035 年，我國氫能産業産值可達 5 萬億元，氫能産業鏈前景非常廣闊。
但與此同時，與制氫相關的用水問題也被越來越多地讨論和關注。尤其是随着氫能産業的快速發展，未來其對水的消耗量将會激增。發展氫能的耗水量有多大，如何平衡好氫能發展與其對水資源的影響和潛在風險？
12 月 10 日，國際可再生能源署和未瀾咨詢共同撰寫的《全球制氫用水報告》（以下簡稱 " 報告 "）在 COP28 期間正式發布，爲全球制氫行業實現實現水資源方面的可持續發展提供了參考。據介紹，這是全球首份系統性分析制氫用水問題的報告。
報告指出，氫能制造目前還不算 " 用水大戶 "，但可能顯著增加局部地區用水壓力。舉例來說，一個 23 萬噸裝備碳捕集的煤制氫工廠的年用水量相當于全倫敦市居民半年的用水量。
國際可再生能源署 《全球制氫用水報告》
目前，市場上主流的制氫方式包括了綠氫（通過光電、風電等可再生能源電解水制氫）、灰氫（以天然氣爲原料制氫）、棕氫（以煤炭爲原料氣化制氫）、藍氫（在灰氫的基礎上加用了 CCUS 環節）四種。報告指出，以上四種制氫技術中，綠氫（質子交換膜電解）的平均用水強度是最低的，生産每千克氫氣平均消耗 17.5 升水，其次是灰氫、藍氫和棕氫。
對比不同制氫方式的耗水量，綠氫無疑是制備氫氣更節約水資源的方式。報告還通過模拟指出，随着綠氫制造技術的進步，未來每提高 1% 的電解效率，綠氫的耗水量還可以降低約 2%。
從整體來看，由于氫能制備耗水量不大，因此無論對于國家整體，還是能源部門整體來說耗水量占比都不顯著。報告指出，目前每年全球制氫抽取的淡水規模爲 22 億立方米，僅占能源部門總取水量的 0.6%。
但如果聚焦到氫能産能密集的局部地區，水資源的消耗情況就會變得嚴峻起來。《報告》發現，目前全球綠氫和藍氫（正在運營和已在規劃中）産能中逾 35% 位于高水壓力的地區。中國、歐盟、美國和其它 G20 國家也都面臨着不同程度的水壓力。
其中，我國的黃河流域由于煤炭資源富集，集聚了全國逾八成煤化工廠，也因此承擔了全國 80% 以上的煤制氫産能，但該地域的水資源占比僅不到全國的 4%，水資源供需矛盾突出。因此，報告指出，發展高耗水的煤制氫會給當地持續增加用水負擔，如果爲了減少碳排放而給煤制氫工廠加上 CCUS，則會進一步顯著增加用水需求。
對此，報告建議，若要繼續在黃河流域發展氫能，耗水量低的綠氫将是最優選擇。據該報告測算，如果黃河流域采用 SMR+CCUS、堿性電解或兩者的混合來替代煤制氫生産，從棕氫轉爲綠氫，可以在制氫量增長 11% 的情況下，提取水量減少 28%，消耗水量減少 20%。
