在实现碳中和的蓝图里，氢能起到什么作用仍然是一个有待观察的问题。其核心问题当然是氢能的成本，这包括从氢能的制备设备成本、到电解氢所需的清洁电力成本（绿氢）和化石燃料加碳捕集制氢成本（蓝氢），到氢能储存、运输等基础设施和运行成本，再到社会制度相关的软成本；这一成本还要和其代替技术竞争。这当然是一个复杂的问题。笔者这期结合一篇最新发表的文章（Wolfram，2024）做一个讨论。
第一，大多数研究——包括Wolfram （2024）这篇——都指出氢能在未来能源占比不超过10%。这篇文章结果也指出，即使在其他技术发展相对不那么顺利的情况下，氢能在未来能源系统中的占比也就是9%左右。这主要是因为电力相关技术发展太快（笔者喜欢称之为碳中和“以电为纲”），未来碳中和路径“以电为纲”的形势已经相对牢固，氢能在绝大多数应用场景中成本高于电力，而无法电气化的一些排放来源氢能也无法顾及（比如甲烷、农业等）。
第二，氢能应用场景只会集中在交通和工业部门，特别是海运、航空、铁路、货运以及水泥、钢铁、农业、化肥生产等。同样，“以电为纲”的形势下，氢能应用场景集中在电气化特别特别难的领域，即使在过去常说的长距离公路运输这种情景中，因为电池越来越便宜，氢能的发展前景都很有限。
第三，氢能虽然量有限，但是对于实现碳中和却很关键。在上述关键部门，如果没有氢能而依赖碳捕集、负碳技术，那么实现碳中和的成本可能更高。Wolfram（2024）的计算指出，如果一点氢能都不部署，实现碳中和的成本要比有氢能的情景高出20%！这里面的机制就是碳捕集、负碳技术的供给曲线和氢能的供给曲线相互竞争：碳捕集、负碳技术的供给曲线一方面有很大的不确定性（到底能多便宜？），另一方面又经常很陡峭（受存储碳的地理距离、潜力大小等影响），所以负碳技术不知道能不能靠得住。所以氢能在给碳中和降成本中有独特的作用。
第四，氢未来是绿的还是蓝的？这个问题可以说还是不太确定的，不同研究的方法和假设对此影响很大。笔者之前评论说绿氢的成本下降还需要谨慎看待（参见：绿氢的成本下降能有多快？），绿氢成本的这些不确定性都需要考虑，而且蓝氢CCS的成本也有不确定性。
比如Shirizadeh （2023）在文章题目中就斩钉截铁地表示：the future is green；而Wolfram（2024）利用GCAM的研究却指出氢能以蓝为主，绿氢不会超过1/3。一种观点指出，类似GCAM的模型对电力细节考虑有限，所以高估绿氢成本。当然，GCAM的全技术、供给平衡是电力模型没有考虑的。
下图：Shirizadeh （2023），绿氢为主
下图：Wolfram（2024），蓝氢/生物质氢为主
第五，1kg氢的价格似乎不会比今天更便宜。笔者多次讨论过，虽然电力部门的发电技术成本在持续下降，但是电价并没有持续下降。这类“产品”（如光伏面板）与“商品”（如电力）的价格关系应该对氢能也适用（但是笔者仍然没有找到全面的理论解释）。换句话说，灰氢会变蓝或者变绿，但是不会变便宜。
参考文献：
Wolfram, P., Kyle, P., Fuhrman, J., O’Rourke, P., & McJeon, H. (2024). The hydrogen economy can reduce costs of climate change mitigation by up to 22%. One Earth, 7(5), 885-895.
Shirizadeh, B., Ailleret, A., Guillon, A., Bovari, E., El Khatib, N., Douguet, S., ... & Trüby, J. (2023). Towards a resilient and cost-competitive clean hydrogen economy: the future is green. Energy & Environmental Science, 16(12), 6094-6109.
