從全球來看，氫產(chǎn)業(yè)規(guī)模相當(dāng)小，但非常重要。全球每年生產(chǎn)9000萬噸氫，收入超過1500億美元。這一過程消耗了世界上6%的天然氣和2%的煤炭，排放了超過8億噸的二氧化碳，該行業(yè)的排放量與德國整個國家的排放量持平。

早在氣候變化成為問題之前，氫能就有了支持者。氫的能量密度非常高：燃燒一公斤氫提供的能量是燃燒一公斤天然氣的2.6倍。氫在空氣中燃燒時不會產(chǎn)生硫酸鹽或一氧化碳，而化石燃料通過這些物質(zhì)破壞了室內(nèi)外的空氣質(zhì)量。燃料電池是一種利用氫和氧之間的反應(yīng)產(chǎn)生電力的設(shè)備，當(dāng)氫被用于燃料電池時只會產(chǎn)生水。氫可以通過電解或煤來制造，因此被認(rèn)為可以將消費(fèi)者從石油生產(chǎn)商的“暴政”中解放出來。由于這一優(yōu)勢，在20世紀(jì)70年代的石油危機(jī)之后，政府對氫的興趣首次大幅上升。

除了在煉油廠加工石油和生產(chǎn)用于塑料的甲醇外，至關(guān)重要的是，氫還被用于生產(chǎn)世界上幾乎所有的工業(yè)氨。氨是人工化肥的主要成分，而人工化肥對世界農(nóng)作物產(chǎn)量意義十分重大。如果沒有它，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率將大幅下降，數(shù)億人將面臨饑餓。

綠色政策規(guī)劃者認(rèn)為，未來的氫產(chǎn)業(yè)將以另一種方式變得舉足輕重：作為一種部分經(jīng)濟(jì)行業(yè)脫碳的手段，氫產(chǎn)業(yè)是獨(dú)一無二的，它能使各國實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定氣候的既定目標(biāo)。但要實(shí)現(xiàn)這一重要目標(biāo)，整個行業(yè)的一切都必須改變。氫產(chǎn)業(yè)不能再保持小規(guī)模了。投資銀行摩根斯坦利估計(jì)，如果政府認(rèn)真對待他們的綠色承諾，隨著氫應(yīng)用的增長，今天的市場可能會增長5倍多，到2050年超過5億噸。

生產(chǎn)清潔氫將很有可能實(shí)現(xiàn)。目前從化石燃料中提取碳的方法可以與分離釋放出二氧化碳并將其儲存在地下的技術(shù)相結(jié)合，這是一種被稱為碳捕獲與儲存（CCS）的方法?；蛘?，化石燃料可以被完全從這一過程中剔除?？稍偕茉椿蚱渌鍧嵞茉串a(chǎn)生的電力可以用來撕裂水分子，從而釋放其組成部分的氫和氧，這一過程被稱為電解。

快速降低這些技術(shù)成本的一種方法是將碳價(jià)格提高到足夠高的水平，讓當(dāng)前的行業(yè)采用這些技術(shù)。這看起來極不可能。在這種情況下，政府正試圖通過產(chǎn)業(yè)政策和補(bǔ)貼來刺激對清潔氫的需求。歐盟的氫戰(zhàn)略所指出：“從2030年到2050年，可再生氫技術(shù)應(yīng)該達(dá)到成熟，并大規(guī)模部署，以覆蓋所有難以脫碳的行業(yè)?！逼仁乖撔袠I(yè)成熟到允許這種部署的水平，在截至2030年的10年里，將在全球吸收1000億至1500億美元的公共資金。

據(jù)行業(yè)聯(lián)盟氫理事會估計(jì)，全球大約有350個大型項(xiàng)目正在進(jìn)行中，以開發(fā)清潔的氫生產(chǎn)、分發(fā)設(shè)施和工廠，這些項(xiàng)目將利用氫來進(jìn)行目前使用化石燃料的生產(chǎn)過程。從現(xiàn)在到2030年，這些項(xiàng)目將獲得5000億美元的公共和私人投資。

使用氫能并不是平衡電力過剩和高需求地區(qū)的電力使用時間和地點(diǎn)的唯一方法。大型互聯(lián)電網(wǎng)幫助很大，電池存儲和智能電網(wǎng)技術(shù)也能在必要時減少負(fù)載。但對于能夠處理季節(jié)與季節(jié)甚至年與年差異的長期存儲而言，氫看起來比任何競爭對手都要好。

日本三菱集團(tuán)的美國分公司正在猶他州進(jìn)行一個有趣的項(xiàng)目，該項(xiàng)目將利用當(dāng)?shù)乜稍偕茉瓷a(chǎn)氫，將其儲存在附近的鹽洞中，并將其作為燃料為一個巨大的渦輪機(jī)提供動力，產(chǎn)生清潔電力，而該電力最終將抵達(dá)洛杉磯。長期來看，純氫可能來自遙遠(yuǎn)的地方。意大利斯納姆公司是世界上最大的管道運(yùn)營商之一，其老板馬可·阿維拉（Marco Alverà）最近寫了一本關(guān)于氫的書，他相信可以通過混合使用現(xiàn)有的和新的管道將綠色氫氣從突尼斯運(yùn)到巴伐利亞。澳大利亞和智利希望通過船運(yùn)出口利用當(dāng)?shù)刎S富的太陽能生產(chǎn)的氫能。

另一個氫能明顯比可再生電力有優(yōu)勢的市場是鋼鐵。煉焦煤是當(dāng)今煉鋼不可或缺的一部分，而煉鋼產(chǎn)生的溫室氣體約占總量的8%。另一種被稱為直接還原的方法是用氫來做目前熔爐中碳所做的大部分化學(xué)工作。歐洲鋼鐵巨頭阿塞洛-米塔爾（Arcelor Mittal）最近承諾投資100億美元削減溫室氣體排放，并將氫作為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一種途徑。

化學(xué)反應(yīng)器、水泥窯和玻璃制造等工業(yè)過程也需要高溫，而電力并不總是能輕易滿足這一要求。在最近一份關(guān)于氫能經(jīng)濟(jì)的報(bào)告中，國際能源署指出，氫已經(jīng)可以在某些工藝中直接取代天然氣。氨水有時也可以作為一種簡單的替代品。

當(dāng)談到航空和航運(yùn)時，氫的作用是一個激烈爭論的問題。對于短途旅行，電池可能足夠了。使用燃料電池的飛機(jī)可能會給電池帶來不小的沖擊。一年前，人們在英國完成了首架商用飛機(jī)燃料電池驅(qū)動的飛行。挪威和美國西海岸的渡輪運(yùn)營商正在試驗(yàn)由氫燃料電池提供動力的短途渡輪。歐洲飛機(jī)制造商空中客車正全力支持氫燃料。該公司老板勞美·法里（Laume Faury）對其優(yōu)點(diǎn)大加贊賞：“氫的能量密度是煤油的三倍……（它）是為航空制造的?！?/p>

以重量為基礎(chǔ)，這是正確的。但從體積上看不是。在室溫和常壓下，氫是宇宙中密度最小的氣體。盡管按重量計(jì)算，它所攜帶的能量可能是煤油的3倍，但按體積計(jì)算，它所攜帶的能量卻要少3000倍。因此，空客的美國競爭對手波音公司更加謹(jǐn)慎也就不足為奇了。在長途旅行中，飛機(jī)可能最終使用以氫為基礎(chǔ)的清潔氨（許多大型船舶也可能這樣做），或者更有可能使用合成碳?xì)浠衔铩Ｔ诤娇疹I(lǐng)域，這些合成燃料必須能夠與先進(jìn)的生物燃料競爭，后者是顯而易見的替代品。

美國的康明斯（Cummins）公司幾十年來以其傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)而聞名，現(xiàn)在又在氫能上下了大賭注，它收購了生產(chǎn)電解槽、燃料電池和氫罐的公司。該公司首席執(zhí)行官湯姆·萊恩巴格（Tom Linebarger）表示，他非常有信心，到2030年，氫燃料卡車的總成本將與柴油卡車“持平”。他說，客戶擔(dān)心電池汽車的可靠性?！叭绻沂且患曳咒N公司，有使用氫燃料電池的汽車，我就不需要依賴電網(wǎng)?！?/p>

在公路上如此，在鐵路上也是如此。除中國外最大的鐵路制造商法國阿爾斯通已經(jīng)在德國運(yùn)營氫動力列車。與柴油火車相比，這些高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)車不會對當(dāng)?shù)乜諝猱a(chǎn)生污染，噪音也很小，而且乘坐起來和傳統(tǒng)的電動火車一樣平穩(wěn)。該公司認(rèn)為，到2035年，歐洲將有5000輛柴油列車退役，其中許多將被氫燃料列車取代。到2030年，氫燃料列車將占到尚未電氣化列車的十分之一。

波士頓咨詢集團(tuán)（BCG）估計(jì)，到2030年，即使沒有碳定價(jià)，氫燃料也能在價(jià)格上與其他列車燃料相比具有競爭力。該公司看到的另一個早期大市場是建筑設(shè)備和其他應(yīng)用領(lǐng)域。波士頓咨詢集團(tuán)預(yù)計(jì)，重型卡車、船舶和化工應(yīng)用將緊隨其后，預(yù)計(jì)到2050年，與氫相關(guān)的機(jī)械和零部件市場規(guī)模將達(dá)到每年2000億美元。

值得注意的是，這一切只有在供求同步增長的情況下才有意義。一種沒有刺激供應(yīng)的“照常經(jīng)營”方式，將導(dǎo)致企業(yè)在現(xiàn)有的污染技術(shù)上加倍下注，尤其是在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，因?yàn)閼?yīng)用新技術(shù)要更新老化的資本設(shè)備。但刺激供給將會產(chǎn)生阻力，無論是來自其他領(lǐng)域的在職者，還是來自財(cái)政部門，除非氫能需求明顯地隨供給而增長，并提供給人們想要的東西。

麥肯錫公司的伯納德·赫德（Bernd Heid）先生將其與可再生能源產(chǎn)業(yè)相比較，后者可以接入現(xiàn)有電網(wǎng)，他將氫經(jīng)濟(jì)比作一個沉重的飛輪：“讓它旋轉(zhuǎn)需要更多的時間，但一旦它開始運(yùn)轉(zhuǎn)，就會真正運(yùn)轉(zhuǎn)起來?！彼€補(bǔ)充說，旋轉(zhuǎn)飛輪是一件棘手的事情。即使只是讓它失去一點(diǎn)平衡，你也會冒著它被撕裂的風(fēng)險(xiǎn)。