氢经济是否存在管道问题

氢经济已经成为2020年主要的投资主题之一，但投资者可能会后悔追逐更高的燃料电池库存。

燃料电池制造商Plug Power(纳斯达克股票代码：PLUG)和Bloom Energy(纽约证券交易所股票代码：BE)已经吸引了投资者对其制氢的野心。看起来很简单。毕竟，电解器(产生氢气的装置)本质上是反向运行的燃料电池。事实证明，氢燃料可以由可再生能源生产并消耗，而不会产生碳排放，因此氢经济开始形成。

在投资者的演讲中，宣传活动看起来不错，但是有点过于简单。氢经济存在巨大的技术障碍，其中包括能源的最基本方面之一：将其从发电的角度转移到消耗的角度。这足以使这些受膏的成长股绊倒吗?

管道还是管道梦?

氢经济的一个常见论点是依靠电力制天然气的想法。例如，沙漠中的太阳能发电场在夏季可能会产生“太多”的电能。多余的能量可以为一群电解槽提供动力，并生产出商业量的氢燃料，而氢燃料将作为能量载体。然后，氢燃料可用于为车辆，供暖房或燃气设备供电。

只有一个问题：氢如何从沙漠中迁移出来?

极有可能假设氢燃料可以在现有的管道基础设施中轻松运输，但仔细观察表明它并非如此简单。

美国国家可再生能源实验室(NREL)最近回顾了将氢气与天然气混合用于现有钢管运输的挑战和机遇。这种做法可以改善天然气消耗的环境足迹，提供在全国范围内穿梭氢气的方式，并且比建立专用的氢气管道网络要便宜得多。但也有未解决的障碍。

氢脆：材料工程师已经对此问题进行了数十年的争论。如果不严格控制钢的制造过程，那么引入氢原子会使钢更脆，如果用于制造涡轮机叶片或管道，则最终有破裂和爆炸的危险。由于氢脆，飞机，直升机，发电厂和管道从天上掉下来或被投影到天空中。风险扩展到仅通过钢管输送氢气，随着时间的推移，钢管会吸收氢气。

一方面，美国拥有超过300万英里的天然气管道用于收集，传输和分配。另一方面，大多数传输管道是由钢制成的，这会产生氢脆带来的安全风险。

NREL评论指出，氢气可以与天然气混合，浓度为5%至15%(体积)，而不会显着增加风险。但是氢的低密度(仅为天然气的十分之一)表明15%的混合氢不会移动太多的产品。换句话说，它将使天然气的“绿色”信誉提高约2%。

提取成本：假设可以按体积百分比15%的浓度将氢气注入天然气管道，那么将产品回收再生产存在挑战。萃取技术的效率通常与所萃取产物的浓度成正比。氢燃料中的少量杂质会损坏燃料电池这一事实加剧了这一挑战。

NREL报告假设，对于低浓度氢气最有效的提取技术将依赖尚未发明的变压吸附(PSA)膜。即使这样，仅提取成本就可能超过氢燃料在运输市场上具有竞争力所需的成本。

除了假设的成本情景外，报告还指出了管道运营商为可能仅按季节运输的产品安装昂贵的提取设备的经济风险(例如：夏季太阳能输出达到峰值时)。

使用点标准：假设可以在天然气管道中运输和提取氢气，则使用点存在挑战。例如，需要将家用电器重新设计为对氢混合物安全的新标准(而且您认为2010年代在节能灯泡方面的政治斗争很糟糕……)。工业现场还需要用于含氢气的进气管的额外加压和压缩设备，尽管在工业应用中使用的现有涡轮机在设计时并未考虑到氢气混合物。

氢燃料的脆弱未来

个人投资者可能会受到股价飞涨以及Plug Power和Bloom Energy的宏伟承诺的吸引，但是氢能经济面临许多障碍。作为管道运输中一个被忽视的例子，氢燃料依赖于过于简单的假设和过多的叙述。

在现有基础设施中运输低浓度氢气以避免在建专用氢气基础设施的成本在技术上是可行的，但是与钢管监控，提取设备安装和家用电器更换相关的下游成本可能被证明是过高的。

在利基应用之外，如果没有可能吓倒公司和政府的极端资本投资，氢燃料根本就没有多大意义。至少华尔街已经加入。