燃料电池背后的“环保危机”

燃料电池在工作过程中，通过氢气和氧气反应发电，排放物只产生水，不会排放二氧化碳等温室气体。作为一种清洁能源技术，燃料电池具有零排放、无噪音等优点，但其对环境的影响也存在一定的争议。

燃料电池具有优秀的环保性能，但其消耗的氢燃料需要人工大规模生产，燃料电池发电过程中使用的水也需要经过净化处理，此外，制氢所使用的电解水设备也可能释放出一些污染物。

因此，尽管燃料电池技术本身是相对清洁的，但在实际应用中仍然可能对环境造成一定的负面影响。

氢燃料生产过程中产生的碳排放不可忽视

工业副产氢也被称为灰氢，灰氢主要是通过化石燃料燃烧产生的氢气，生产过程中会产生碳排放。工业副产氢主要来源是氯碱副产制氢、焦炉煤气制氢、轻烃裂解制氢（丙烷脱氢、乙烷裂解）、合成氨/甲醇等工艺。其中焦炉煤气副产氢供给量较大，占比70%左右。网络公开数据显示，当前的3400万吨氢产量中，有3000多万吨都是灰氢。

西班牙学者Valente等研究发现，天然气重整制氢过程的碳排放、能耗、酸性物质排放占生命周期的30%以上，远高于风电制氢。

氢的供给途径影响着氢能的环保性，灰氢的大量使用并无法达成双碳目标，氢能和电一样，目前存在怎样实现它的来源无碳化的问题，需要探寻其它制氢路径减少、消除碳排放。

于是，通过风、光等可再生能源发电，采用电解水制氢的方式生产的绿氢，成为未来氢能发展的主要方向。长期来看，绿氢能在根本上解决碳排放问题。国家发改委原副主任张晓强曾提出，将来对于石化、钢铁、化工等企业，如果能实现灰氢转绿氢，就会为整个绿氢应用提供一个巨大的场景。

虽然绿氢成为减碳的希望，但依靠当下的技术也做不到完全的0污染、0排放。

绿氢主要来源是电解水制氢，电解水制氢又分为碱性电解水制氢、质子交换膜电解水制氢、固体氧化物电解水制氢。其中碱性电解水制氢系统中具有腐蚀性液体，在电解槽生产、使用的过程中会对环境产生影响。

同时，当前国内虽开始使用废弃光电资源进行绿氢生产，但还在进行示范运营，尚未大范围推广。大部分绿氢生产使用的电力，还是来自化石能源，在生产链上游仍会出现碳排放。

燃料电池在生产制造、使用过程中产生的资源消耗，也需要作为燃料电池环保与否的评估因素

国内的研究重点主要集中在不同制氢方案的成本和环保性，除此之外，也需要把燃料电池系统生产环节的能耗与成本也纳入考虑范围。

有研究表明，燃料电池堆和储氢罐的生产过程会对环境产生较大影响。同时，氢的输送和储存阶段也会产生能源消耗和碳排放。这些生产过程可能涉及废水、废气和固体废弃物的处理，如果处理不当会对周边环境和生态系统造成潜在的危害。

相比起锂电池报废后由于回收价值低等原因造成的污染，燃料电池的回收价值相对较高，有利于资源循环利用。

不过，燃料电池废料回收主要依赖化学提炼，需要把燃料电池进行破碎后，使用化学制剂提取其中的铂金属等物质。当前进行燃料电池回收的目的主要在于降低生产成本，过程中会产生有害物质排放，对环境造成一定影响。

中国科学院科技战略咨询研究院副研究员姬强指出，推进碳达峰、碳中和成为国家重大战略，既是对国际社会的庄严承诺，也是推动高质量发展的内在要求。能源转型是必然趋势，能源转型是能量系统出现了重大结构性变化，往往由对不同燃料的需求和可获得性所驱动的。能源转型必然是一个长期曲折的过程，可再生能源对化石能源的替代需要循序渐进。未来随着绿氢和燃料电池系统的技术革新，燃料电池的环保性将会进一步提升。