氢能发展势头正盛。一个核心政策问题就是如何补贴氢能？比较一致的共识是，应该大力补贴绿氢。绿氢所以称“绿”，核心是要电解制氢+电来自清洁电力。如果电力是简单的电网电，在目前的电网排放因子下，电解制氢+电网电的排放是特别高的。
参见所谓“清洁氢”基本都不清洁——如何定义、如何补贴“清洁氢”？
涉及到实践操作，怎么定义清洁氢就比较复杂。一个电解制氢厂，可以和发电公司合作买电，但是电进入电网就说不清了。所以为了保证电来自清洁电力，买电需要考虑买在什么地方和买在什么时间。
买在什么地方很重要，比如在新疆新建一个制氢厂，一年用电X度，然后买云南的水电X度，这很难说是清洁的。所以现实政策一般要求在同一电网中买。
另外买在什么时间也很重要，一年用电X度，可以只需要年度匹配（annual match），也可以更严格的要求季节匹配甚至小时匹配（hourly match）。小时匹配就是说每小时的用电量要和每小时的买电量都一致。
因此，要想正确地补贴绿氢，就必须要理解买电的地方和买电的时间和绿氢碳排放之间的关系。
最近发表的Nature Energy文章的作者发现，有两篇文章都研究了氢能补贴政策如何促进减排，但得出了完全不同的结论。Ricks et al. (2023)指出氢能必须要满足小时匹配才能保证是低碳的，而Zeyen et al. (2023)则认为满足年度匹配就足够了（Ruhnau et al. 2023也得出了类似结论）。
作者指出，这个差异的产生是两者方法设计的不同。Rick et al (2023)模型设计的时候是“平行模拟”，也就是模拟两个电力系统，一个有氢能需求+非氢能部门需求，另一个只有非氢能部门需求。而Zeyen et al. (2023)采用“顺序模拟”，先设计出满足非氢能部门需求的电力系统，然后再加入氢能，看需要再减多少风、光、储。
这两种方法的核心差异就是“平行模拟”完整考虑了氢能需求会和其他需求抢资源，也就是为氢能建可再生能源多了，其他的会少很多；但是“顺序模拟”没有完全把这种竞争考虑进去，而且新建风、光、储去满足氢能需求。核心问题就是额外性如何在模型中定义。
简单来看，在“平行模拟”中，如果氢能需求和其他需求完全相互竞争，如果只是一个年度匹配，绿氢需求带动的风光实际增加比较有限，因此绿氢不那么绿；而如果顺序模拟，则会带动更多的风光。
现实中绿氢发展更类似哪种模拟方法呢？更类似两者之间，氢能企业也会筹划自建风光储，也会其他部门竞争，而且现实中也存在其他政策要求风光储快速发展。此外，如果只关注排放，强制推行小时匹配，那么需要大量的风光资源和储氢投资，因此制氢成本会大幅提高，损害氢能产业发展。这也是氢能企业大多反对小时匹配的原因。
基于此，作者提出了绿氢补贴三步走的方案：
（1）近期也大概就是2030年之前年度匹配就可以，因为氢能的需求量小，排放影响不会很大，而且年度匹配成本压力小，有助于促进氢能产业逐步壮大；
（2）中期即2030年后，氢能的需求量变大，只关注年度匹配可能产生较大的碳排放，应该转向小时匹配；
（3）长期随着电网整体低碳化（如可再生能源达到60%以上），年度匹配和小时匹配的排放和成本压力都差不多，所以不再需要关注买电的时间问题。
美国IRA降低通胀法通过以来，很多具体细节仍在敲定。一个重要问题就是绿氢到底怎么补贴。几周前，美国政府提出的方案是2027年之前走年度匹配，2028年后执行小时匹配。欧盟的之前方案也类似，在2028年开始小时匹配。当然，制氢企业都认为要求太严。中国氢能补贴主要还是地方政策，而且地方补贴很少会基于排放要求。
Giovanniello, M. A., Cybulsky, A. N., Schittekatte, T., & Mallapragada, D. S. (2024). The influence of additionality and time-matching requirements on the emissions from grid-connected hydrogen production. Nature Energy, 1-11.
