导语
当全球将氢能视为碳中和“终极能源”时，日本正面临一个尴尬现实：其雄心勃勃的国际氢能供应链可能暗藏碳排放陷阱。日本国立先进产业技术研究所（AIST）最新研究揭示，使用液态氢（LH）、甲基环己烷（MCH）和氨（NH3）三种载体进口氢能时，全生命周期碳排放（LCCO2）最高可达传统化石能源的2.5倍。这项发表于《能源前沿》的研究，为日本2050碳中和目标敲响警钟——若无法破解氢能供应链的“隐性碳债”，氢能革命或将沦为绿色谎言。

氢能暗战：液态载体的碳排放陷阱

研究对比三种主流氢能载体的全生命周期排放：

液态氢（LH）：在阿联酋通过可再生能源电解水制氢后液化运输，全流程碳排放为2.8 kg-CO2/kg-H2。但若使用当地电网电力（碳排放因子0.568 kg-CO2/kWh），排放激增至12.3 kg，相当于燃烧3.5升汽油的碳排放。

甲基环己烷（MCH）：日本从澳大利亚进口煤制氢并转化为MCH，若脱氢过程依赖城市燃气供热，碳排放高达18.4 kg-CO2/kg-H2，超过日本煤炭发电的平均排放强度（15.6 kg-CO2/kg-H2）。

氨（NH3）：尽管合成氨工艺成熟，但脱氢环节若使用天然气供热，碳排放仍达9.7 kg-CO2/kg-H2，是日本当前低碳目标（3.4 kg）的2.8倍。

“这如同用柴油车运输太阳能板——载体本身正在吞噬氢能的绿色价值。”研究第一作者工藤勇树指出。

技术破局：可再生能源能否“洗绿”氢能？

研究给出关键破局路径：

电力脱碳：将氢能生产中的电网电力替换为可再生能源。例如，澳大利亚煤制氢工艺若改用绿电，碳排放可从14.2 kg骤降至3.1 kg-CO2/kg-H2。

热源革新：MCH和NH3的脱氢过程需消耗大量热能，研究建议采用核能供热或工业余热替代天然气。模拟显示，此举可使MCH供应链碳排放下降67%。

载体优选：液态氢（LH）在绿电加持下表现最佳，全流程碳排放可压至2.8 kg，但需突破液化能耗瓶颈（目前液化损失率25%-35%）。

研究团队在阿联酋的试点项目显示，通过风电驱动电解水制氢+液态氢运输，到岸氢能碳排放已降至2.5 kg-CO2/kg-H2，接近日本现行标准。

现实困境：基础设施与成本的生死博弈

尽管技术路径清晰，商业化仍面临多重阻碍：

天价基建：建造一艘16万立方米液态氢运输船需耗资4.5亿美元，是LNG船的3倍。日本计划建设的50万吨级氢能港口，总投资预计超200亿美元。

能源损耗：液态氢运输中每日蒸发率0.4%，12000公里航程后损失量达15%，相当于每年白烧3亿美元。

地缘风险：日本85%的氢能进口依赖中东和澳大利亚，地缘冲突可能导致供应链中断。2022年俄乌危机期间，液氢到岸价一度暴涨至36美元/kg，是本土制氢成本的4倍。

更严峻的是技术路线分裂——MCH需配套甲苯回收系统，NH3需解决腐蚀性难题，液态氢则面临超低温材料瓶颈。日本政府目前“三线押注”，但业界担忧资源分散可能拖累产业化进程。

全球启示：氢能竞赛的碳核算革命

研究警示，当前氢能碳排放核算存在重大漏洞：

范围缩水：国际氢能与燃料电池经济伙伴（IPHE）标准仅覆盖“井口到生产端”（Well-to-Gate），忽略运输和再转化环节的40%碳排放。

资本排放盲区：氢能设备制造（如电解槽、液化厂）的隐含碳未被计入。模拟显示，若计入设备生产，可再生能源制氢的碳排放将增加28%。

为此，研究呼吁建立全生命周期认证体系，将运输、设备制造等纳入核算。日本已于2024年通过《氢社会促进法》，要求进口氢能标注“碳护照”，但国际标准统一仍需时日。

结语：氢能未来的“绿色不等式”

从阿联酋的沙漠风机到横滨的氢能港口，日本正试图解一道复杂的“绿色方程”：如何在能源安全、经济性与碳中和间找到平衡。这项研究犹如一柄双刃剑——既刺破了氢能神话的泡沫，也为真正清洁的氢能未来指明了方向。正如工藤勇树所言：“氢能是否为清洁能源，不取决于燃烧时的零排放，而在于全生命周期的每一克碳都被精准管控。”

此刻，太平洋上的液态氢运输船正驶向日本，船体内-253℃的液氢闪烁着蓝光。这抹蓝色能否照亮人类的零碳未来，或许取决于我们是否敢于直面氢能背后的碳足迹真相。

来源: FIE能源前沿期刊