氢能在能源转型中具有广阔前景，尤其适用于重工业和长途运输等难以实现电气化的领域。然而，氢气本身也是一种间接温室气体，其一旦泄漏至大气，会通过参与大气化学反应，间接提升三种强效温室气体——甲烷、对流层臭氧和平流层水蒸气的浓度，从而加剧气候变化风险。

基于这一特性，研究显示，氢气在100年和20年时间尺度上的全球增温潜势（GWP）分别约为二氧化碳的12倍和37倍，其气候影响不容忽视。因此，在推动氢产业发展的同时，必须同步重视其排放对气候的潜在影响。而将这一负面影响降至最低的首要措施，便是最大限度减少氢气排放。

减少排放，须首先掌握排放。

截至目前，关于氢能全值链的工艺和基础设施到底会排放/泄漏多少氢气仍然难以统计。从理论模型的研究角度看，已有一些研究成果，但从“实测”方面看，几乎仍是空白。

据美国环保协会（Environmental Defense Fund, EDF）此前一项“基于理论模型”的研究估算（点击查看相关公众号文章），氢能价值链各环节的氢气排放率或从1%以内到 20% 不等。然而，理论估值与实际情况是否吻合，差距是大是小，依然缺乏“实测”来验证。需要指出的是，目前对于氢气排放的检测，大多是出于“安全”的考虑，可以探测到较高浓度（ppm级别）的氢气泄漏或排放，但通常不进行测量统计只给出预警；而对于那些对气候影响更隐蔽、浓度更低（ppb级别）的全价值链上的微小排放，现有技术仍难以实现高效、准确的测量和统计。

为填补氢能全价值链排放“实测”方面的研究空白，并突破现有测量精度的技术瓶颈，近日，美国环保协会主导开展了一项氢气排放的“实测”研究，并在荷兰“世界氢能峰会”上正式启动。

该研究聚焦于实地测量氢能基础设施在实际运行过程中的排放情况，覆盖整个氢能价值链的各个环节。测量对象涵盖蒸汽甲烷重整装置、管道系统、压缩机、液化设施、炼油厂、加氢站、氢燃料汽车等各类氢能相关基础设施。

研究得到了知名企业、学术界等各方的支持。空气化工产品公司（Air Products and Chemicals, Inc.）、法国液化空气集团（Air Liquide Group）、壳牌公司（Shell）和道达尔能源（Total Energy）等全球领先的能源化工企业为该“实测”研究开放了氢能运营设施；美国环保协会与康奈尔大学、乌得勒支大学、罗德岛大学和西弗吉尼亚大学组建的科研团队将共同开展实地测量与数据分析，确保研究的科学性和准确性。此外，全球知名大气科学仪器公司Aerodyne Research、荷兰国家应用科学研究院TNO 和交通咨询公司 Transport Energy Strategies等也为研究提供了技术支持。

值得一提的是，为突破氢气排放ppb级别的测量技术瓶颈，Aerodyne Research为本研究提供了其最新研发的“氢气传感器”（5秒可实现5ppb级别测量精度）。借助该传感器，研究采用了两种测量方法——示踪气体比率法和贝叶斯羽流模型反演法（常用于测量甲烷等温室气体排放），首次实现了对氢气排放的高精度监测与测量，为该研究最终获得准确、详实的实测数据奠定了坚实基础。

研究人员在荷兰驾驶配备监测设备的车辆，对氢气排放/泄漏情况开展实地移动测量。图片来源：EDF官网

美国环保协会首席科学家兼高级副总裁史蒂文·汉博格（Steven Hamburg）表示，这项由美国环保协会牵头的研究，首次把学术界和工业界联合了起来，对一系列运行设施的氢气排放进行实地、直接地测量。这种合作模式不仅能获得真实可靠的数据，也促使参与方更深入了解其氢能设施的排放状况，提升对氢气排放这一气候问题的认知与重视。

随着氢能在能源体系中的战略地位不断提升，通过“实测”数据建立对氢气排放的可靠认知，对于支撑科学决策和引导未来产业投资至关重要——

• 通过实地测量氢气排放，氢相关行业将建立对氢气排放源和排放量的基本了解，为未来制定标准、实施监管、推广最佳实践提供数据支撑；

• 与此同时，直接测量数据能够帮助政府、企业和投资者评估氢能项目的真实气候效益，确保脱碳战略的有效性；

• 对于企业而言，实地测量有助于评估其现有泄漏检测与维修计划的有效性，推动及时改进，从而最大限度减少氢气损失，最终实现经济与气候效益的双赢。

据悉，该研究将持续开展至2026年初。项目完成后，所有实测数据将被汇总分析，研究成果将对外公开发布，敬请期待。