事實上，即使是出于季節性儲存等其他原因而生產了氫氣，那么相較于直接將其儲存在氫燃料汽車里，將氫能用于集中發電或是給電動汽車充電也許會更具意義。因為這樣做的話，不僅可以降低每兆瓦的綜合成本，提高能效，并且可以利用余熱從中獲取額外的價值。也因此，與氫能站的稀缺相比，電網相對健全且無處不在，同時燃料電池車輛的復雜性，使得電動汽車的簡單性、維護成本相對較低、安全性較高等優勢更加凸顯。

盡管如此，我對氫能的發展前景依然看好。因為其是應對長期儲存挑戰最有優勢的方法之一，其可以超越電池以分鐘、小時或天的儲存計量效果，亦或者是抽水蓄能電站對于地點的限制。它可以以氫的方式進行儲存，或融入現有的天然氣系統，或轉換成氨、天然氣、甲醇或一些高價值的合成液體燃料。

氫可以為依賴于穩定電力供應的行業，比如制陶業等用電量巨大的工業提供可靠電力供應。我們目前需要做的，是進一步探索氫能在化工等領域的廣泛用途，而不是僅僅將其定義為交通運輸的燃料。

氫的清潔程度取決于它的生產過程。目前，最經濟的方法是蒸汽甲烷重組(利用熱和催化劑來制氫)。然而，就像天然氣熱電聯產一樣，除非可以有效捕獲在重組過程中釋放出來的二氧化碳并將其隔離，否則小型反應裝置(SMR)制氫在深度脫碳系統中并沒有發揮太大價值。但當SMR制氫系統利用天然氣進行操作，將大幅提高能效，并減少對新建基礎設施的要求。

第二種主要的制氫方法是通過電解。當然，利用的是來自于生物質發電的電能，太陽能發電的電力進行電解仍處于探索階段。目前普遍存在一種認知——電解是有效利用過剩風電和太陽能電的一種完美解決方式，但這也可能存在一定的誤區。電解，加上壓縮、儲存和運輸過程所需的相關設備，或將氫轉化為更高價值原料所需的設備，都需要大量的資本投入。

即使設備的成本不斷下降，并且發展的趨勢也將要大幅度削減生產及設備成本，但7天24小時不間斷地運行所節約的成本總好過斷斷續續地運行。同樣地，利用富余的可再生能源電力推進脫碳化進程，表面上看是另一種有效利用富余可再生能源發電的方式，實際上是以可再生能源替代資本密集型產業的過程。從目前情況來看，制氫的最經濟的途徑是利用可再生能源中的光伏電力，并輔以電池即可實現電力的不間斷供應。例如由荷蘭實現的人造島嶼，都是得益于這些“高容量”因素。

同樣，太陽能熱的發展也大有前途，有效的利用余熱來驅動高溫電解，將大大降低對電力的需求。相對于目前實施的碳價格約束機制而言，高溫電解不失為一個優秀的解決方案。電解過程中產生的氧氣可以用于天然氣的燃燒，同時在過程中產生的近純二氧化碳排放流，可以在隔離前直接用于Allam循環渦輪機發電。因此，利用余熱驅動高溫電解，可以實現天然氣輸入，氫、電以及水的輸出，同時二氧化碳以盡可能低的成本被有效捕獲隔離。

考量核電發展

在深度脫碳的選擇路徑上，核能的利用是另一種不得不被提及的有效方法。目前，在世界所有的零碳發電類型中，核能占比28%。2017年法國電力生產的總碳強度約估為65克/千瓦時二氧化碳當量，而德國為488克/千瓦時(不包括生物質)。

盡管德國正在實施著名的“能源過渡計劃”，但該國仍有可能達不到其2020年氣候目標，這與其決定退出現有的核電站密切相關。歐洲其他國家，比如英國仍在啟用核電站，該國則更有可能完成其2020年氣候目標。當我們認真對待氣候變化這一議題時，我們則應該保持現有的、安全的核電站繼續運轉，而不是過早地、冒然地退出核電產能。

但對于是否應該新建核電站，仍值得討論。據估計，Hinkley C電站獲得了300億英鎊的補貼，而Flamanville, Olkiluoto, Vogtle, VC Summer 和其他新建核電項目的延遲和超期運行都不容樂觀。即便是在中國和印度，兩國正在以供應鏈允許的速度建設核電站，但可再生能源產出的增長速度仍快于核能。

幾乎可以肯定的是，當前一代核技術在深度脫碳的未來中并沒有顯著的地位。然而根據統計數據顯示，2015年僅在美國和加拿大，就有近50家公司籌集了超過13億美元的私募基金，準備開啟新的核電站建設計劃。目前幾乎所有關于小型反應堆的研究都是圍繞靈活性、模塊化和破損安全性的研究。換句話說，即使是在最糟糕的情況下，在電力和工作人員完全缺失的情況下，小型反應堆也會安全關閉，而不是熔化或爆炸。當然，目前世界各地還有許多其他更具有競爭性的設計。

有待觀察的是，這些所謂的第四代核電設計能否生產出具有成本競爭力的電力5美分/千瓦時的可調配零碳電力將更具市場，而15美分/千瓦時的價格則完全不具備市場競爭力。

目前世界上有太多具有經濟性的電源來滿足電力需求，如前所述，“三足鼎立”的能源系統并不會坐等下一代核能的生產回報。該系統因具有儲能(經濟性)和需求響應的形式而具有強大的靈活性，因此，大量的“基礎成本可再生能源”——即2~4美分/千瓦時甚至更低價格的電力，將不可阻擋地滲透于整個電力系統。

“現代生態科學家”主張推進核能的使用，這將不會對風電和光伏發電產生實質性的威脅。但核能在未來“三足鼎立”的能源系統中的定位和作用值得思考。其中一個很重要的角色是制氫。作為電解電源，與風電和光伏發電相比，核能具有兩大優勢：首先，核能可以為電解過程提供持續不間斷的電力供應;其次，核電的生產過程會產生余熱，可以被利用于高溫電解。

其實，在未來“三足鼎立”的能源系統中，核電所產生的熱能是其立足的秘密武器。目前還沒有任何其他零碳能源的生產規模可以與之匹敵，包括地熱和生物質。事實上，中國一直在考慮使用小型核反應堆進行區域供熱。

反對核能的人總是會以核擴散、廢物處理和退役成本為論點質疑核能，其實這些都是合理的擔憂，但是核能對未來深度脫碳可以作出的貢獻也不能忽視。

機遇期

事實上，這篇文章的立意并不是在于如何勾畫超越“三足鼎立”能源系統的藍圖，或者是給出實施深度脫碳的具體實施路徑。任何關于未來30年技術發展的預測都有可能脫離現實，而如何正確運用和理解目前多變性能源和規模發展的機遇才是目前開展深度脫碳工作的關鍵。

在過去15年中，我們目睹了世界能源和交通運輸領域走向清潔化的幾個關鍵節點——2004年，可再生能源實現了爆發式增長;2008年，世界電力系統開始走向數字化;2012年，電動汽車取代輕型地面交通工具。而時至今日，那些曾經“抵制”變革的行業——重型陸運、工業、化工、熱能、航空和航運、農業，將會一個接一個地，或者更有可能形成一個緊密耦合的系統，在未來的幾十年里逐步走向清潔化，并將會在超高效工業流程、互聯和共享的車輛、航空運輸的電氣化、精準農業、食品科學、合成燃料、工業生物化學、石墨烯和氣凝膠等新材料、能源和基礎設施區塊鏈、添加劑制造、零碳建筑材料、小型核聚變等領域取得驚人的進展。

這些技術在當今可能并不具有成本競爭力，但未來它們的發展都將得益于風能、太陽能和電池領域發展所取得的成果。此外，就像無處不在的傳感器、云和網格邊緣計算、大數據和機器學習一樣，它們也將為能源、交通和工業部門帶來巨大的變革，使得待開發的能源得到更加有效的利用。借用馬克˙安德烈森( Marc Andreesen)的話來說，“軟件將吃掉效率低下的產品。”

可以預見的是，最終清潔技術的發展將超過目前化石燃料技術所取得的成就。它們甚至不需要碳價格的約束，便可以釋放出更多的經濟效益和環境效益。

而可再生能源的發展真正需要的是一套具有連續性的政府支持政策——涵蓋研發、標準、稅收、貿易政策和政府采購，以此來減少摩擦、消除統籌風險，以此來幫助可再生能源克服在發展道路上可能出現的問題，還原其成本競爭力。瑪麗安娜˙馬祖卡托(Marianna Mazzucato)稱之為“以使命為導向”的創新，在這個方面，英國政府稱將其稱之為“清潔發展戰略”。

所以，無論是努力走向“三足鼎立”的世界，還是試圖弄清楚接下來會發生什么，目前我們正處在一個無與倫比的機遇期。那些押注正確的國家、企業和投資者必將獲得豐厚的回報。