氢气泄漏在多大程度上削弱了气候效益？
氢气是一种小分子，容易泄漏到大气中，并且是一种间接温室气体。2022年的一项研究发现，如果绿氢系统的泄漏率较高（10%），在最初二十年内，其气候效益仅约为所替代化石燃料技术的一半——这与人们普遍认为绿氢对气候中性的看法相去甚远[4]。从100年的时间跨度来看，同样高泄漏率的情景仍能将气候影响降低约80%，因此这一问题在短期内最为严峻[4]。
一项2024年的独立分析证实：对于绿氢而言，其上限排放量可能使短期气候效益降低高达25%[2]。同一研究还警告称，如果用于制造绿氢的可再生电力并非在现有电网脱碳需求之外的额外供应，那么整体变暖效应可能比直接使用化石燃料更严重[2]。换言之，绿氢只有在为其供能的可再生能源真正属于额外增量、而非挤占其他清洁用途的情况下，才能对气候产生积极影响。
绿色氢能在某些地方比其他地方更有效吗？
是的，绿色氢能的实际气候影响在很大程度上取决于地理和气候条件。一项2026年的研究对比韩国与沙特阿拉伯后发现，沙特凭借稳定的太阳能资源以及平坦开阔的地形，能够建立区域自足的绿色氢能系统，且对储能和输电的需求极低[5]。相比之下，韩国多山的地形和季节性波动则需要大规模的储能和跨区域输电，这使得分布式制氢更具成本效益[5]。这意味着，在日照充足、地势平坦且可再生能源输出稳定的地区，绿色氢能的气候效益更容易实现。
即便在同一个国家内部，对电力系统的影响也不容忽视。2021年一项针对爱尔兰的研究发现，为实现70%可再生能源发电目标而引入电解槽生产绿色氢气，实际上反而增加了发电环节的碳排放——因为电解槽带来的额外电力需求有时不得不由化石燃料电厂来满足[6]。这揭示了一个关键矛盾：绿色氢气的清洁程度完全取决于其依赖的电网，而在尚未完全脱碳的电网中，它反而可能加剧碳排放。
关于这些来源
该回答基于6篇经同行评审的研究——发表于2021年至2026年间，其中4篇为2024年及以后发表，3篇发表于Q1期刊，累计被引363次——这些研究是从9篇通过质量筛选的文献中选出的最具相关性的成果，而9篇文献又源自一个包含超过5亿篇论文的数据库中所检索到的64篇论文。
本文引用的文献
欧洲大规模部署绿色氢能的环境与气候影响
2024年一项关于欧洲大规模绿色氢能部署的生命周期评估发现，专用可再生能源基础设施额外增加了45%的气候影响。尽管绿色氢能在气候方面更具优势，但与蓝氢相比，它加剧了人类毒性、生态毒性、矿物使用、土地占用和水资源消耗等问题。
氢气和甲烷排放的气候影响可能会显著削弱关键氢能应用场景及不同时间尺度下的气候效益。
2024年的一项重新分析表明，若将高值氢排放纳入考量，绿色氢能的短期气候效益可能降低高达25%；而如果可再生电力未能额外推动电网脱碳，绿色氢能甚至可能比化石燃料导致更严重的变暖效应。
绿色氢能的成本
一项2024年采用蒙特卡洛模拟的成本分析发现，在基准电价为0.053欧元/千瓦时的情况下，绿色氢气的生产成本为5.32欧元/千克，但敏感性分析显示，电价飙升可能导致成本增加至14欧元/千克。
氢气排放的气候影响
2022年的一项研究表明，泄漏率为10%的绿氢在最初20年内可能仅能将气候影响减半，但若以100年为期，其影响可降低约80%；而泄漏率较低（1%）的绿氢在所有时间尺度上对气候的影响均较为有限。
评估地理与气候因素对绿色氢能与可再生电力供应链联合规划的影响
一项2026年针对韩国与沙特阿拉伯的对比研究发现，沙特凭借稳定的太阳能资源和平坦地形，能够以极少的储能需求实现绿色氢能自给自足系统；而韩国的地形条件则需要大规模储能和输电设施。
绿色氢能用于供暖及其对电力系统的影响
一项2021年对爱尔兰电力系统的研究发现，为实现70%的可再生电力目标而引入电解槽生产绿色氢能，反而增加了发电环节的排放，并略微推高了电价。