氢能为何迟迟没能大规模应用？
氢作为一种革命性的燃料已经被推广了50年，但使用仅限于炼油和化肥生产。为了推动全球脱碳，氢必须克服许多障碍。
在这个角度来看，我们研究了氢从生产到使用所面临的挑战，评估了其环境和经济信誉，争议和不确定性。我们为公司和政府提供证据基础，以评估清洁氢的当前和潜在的未来竞争力。燃料电池汽车和空间加热是最有希望的应用之一，由于直接电力替代品的快速发展。氢在目前的生产成本估计数为5倍，表明2030年的目标将难以实现，特别是如果将运输和储存成本包括在内。
制氢对气候的影响也是不确定的，电解制氢或甲烷气与碳捕获的生产可能会增加整个系统或上游的排放，以及水资源短缺和持续的有机污染。未来的研究必须解决这些不确定性，战略重点是在最具竞争力的优先领域部署氢气。
用途
全球氢需求量略低于1亿吨，自1975年以来增加了5倍，但仅占全球最终能源消费量的3% 。几乎所有的氢都是从化石燃料中产生的并用于工业。
高价值的消费应用
如家庭供暖和个人交通，吸引了大量的研究和投资，但这些领域面临着来自替代技术的激烈竞争。尽管过去乐观，学术界的共识是，氢气不会大规模用于建筑物供暖，因为它比区域供暖或电热泵效率低，成本高。氢锅炉尚未在任何有意义的规模上用于空间供暖。
重型和长途运输
与个人运输相比，氢燃料在某些特定用途下可为重型车辆提供更大的前景。对于行驶距离更长、利用率更高且有效载荷对重量限制敏感的车辆，燃料电池相对于电池的优势可能更为明显。叉车等专用车队，送货车辆和公共汽车需要的加油站比汽车少，因为它们有专用和更集中的路线。
工业用途
能源密集型工业是最大的氢消费者，清洁氢是目前唯一的大规模脱碳肥料的选择。到2023年，用清洁能源替代9700万吨化石燃料生产的氢气，每年可减少全球0.9 GtCO2排放量。
长期储能
全球可再生能源发电的增长主要来自风能和太阳能光伏发电（PV），这增加了在没有化石燃料备用的情况下平衡供应短缺和需求高峰的挑战。电池可以平衡太阳能光伏发电和需求的日内波动（因为锂离子电池可以提供1-4小时的电力）；然而，在几天、几周和几个月的时间尺度上的不稳定性需要大的存储容量和低的能量成本。
