氫能作為綠色、高效的二次能源，是全球能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要載體之一，發(fā)展氫能已成為加快能源轉(zhuǎn)型升級、培育經(jīng)濟新增長點的重要戰(zhàn)略選擇。綠氫是氫能利用的理想形態(tài)，生產(chǎn)過程無碳排放，未來有望成為供氫主體。

近日，國際可再生能源署（IRENA）聯(lián)合行業(yè)研究機構(gòu)未瀾咨詢（Bluerisk）發(fā)布《全球制氫用水報告》（以下簡稱《報告》）指出，目前主流制氫方式耗水量普遍較大，隨著全球氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴張，將顯著增加項目所在地區(qū)用水壓力，用水緊缺可能成為未來氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸。

《報告》顯示，目前全球主流制氫方式都需要用水，主要集中在制氫和冷卻兩大過程中。綠氫主要是利用光伏、風電等可再生能源電解水制氫，藍氫需要用天然氣為原料與水蒸氣進行重整制氫，煤制氫則需要用大量水冷卻，另外化石燃料制氫所需要的碳捕捉與封存技術(shù)同樣需要大量水資源進行冷卻、吸附和提純。

據(jù)介紹，綠氫一般是通過光電、風電等可再生能源電解水制氫；灰氫是以天然氣為原料制氫，需要水蒸氣與甲烷一起重整（SMR）棕氫以煤炭為原料，通過氣化制氫，需要水制備水煤漿；藍氫是在灰氫和棕氫的基礎上加用了碳捕集封存和利用技術(shù)（CCUS），減少二氧化碳排入大氣，而這些制氫系統(tǒng)加上CCUS之后，耗水量會大大增加，主要有兩個原因，第一是系統(tǒng)效率因為CCUS的能耗變低，第二是因為CCUS本身有大量的冷卻需求，而且在去雜質(zhì)、吸附等每一步都需要用到水。

在冷卻環(huán)節(jié)，系統(tǒng)效率越高，能量損失產(chǎn)生的廢熱就越少，從而需要冷卻耗水也就越少。

眾所周知，綠氫是所有清潔氫能技術(shù)中用水效率最高的。就平均水平來看，質(zhì)子交換膜（PEM）電解水的水耗強度最低，大約為生產(chǎn)每千克氫氣消耗 17.5 升水。堿性電解緊隨其后，水耗強度約為每千克 22.3 升。相比之下，基于蒸汽甲烷重整的藍氫（SMR-CCUS）技術(shù)的水耗約為 32.2 L/kg，而基于自熱重整的藍氫（ATR-CCUS）約為 24.2 L/kg。

煤氣化是目前可用制氫技術(shù)中耗水量最大的，其平均取水強度約為50L/kg，耗水強度為31L/kg，大約是PEM的兩倍。如果配備CCUS，其用水強度將增加約60%，升至每千克80.2升和49.4升。舉例而言，一個年產(chǎn)23.7萬噸氫氣并配備CCUS的煤制氫工廠，每年的取水量大約為1900萬立方米，足以支撐倫敦市半年的居民用水需求或者一個1吉瓦火電廠一年多的用水需求。

隨著氣候變化加劇，極端天氣的頻度和強度上升，降水不確定性增大，全球范圍內(nèi)因缺水導致能源設施被迫關閉或減產(chǎn)的案例頻見報端，“水—能”關系愈發(fā)緊張。

比如，海灣阿拉伯國家合作委員會國家淡水資源匱乏，只能通過海水淡化和海水冷卻來滿足現(xiàn)階段灰氫用水需求。羅天一表示，海灣國家有計劃將這一地區(qū)打造成一個“氫能出口中心”，在2040年實現(xiàn)年產(chǎn)超三千萬噸，包括一千萬藍氫和兩千萬綠氫。這也大大了增加當?shù)刂茪洚a(chǎn)業(yè)的海水淡化成本以及海水鹵化的環(huán)境風險。

又如，歐洲氣候變化導致干旱加劇，對能源行業(yè)的影響也日益頻繁。計劃中的制氫項目有不少處于水資源本就緊缺的地方，“水—能”沖突在未來十年可能會進一步升級。