Multi-model assessment of global hydrogen trade under Paris-aligned scenarios
这项研究通过整合两种全球能源模型得出结论，即尽管氢能贸易对于实现符合巴黎协定的脱碳目标至关重要，但其很可能仍将保持较高的区域集中度且国际流动贸易有限，这与当前过度强调全球市场的政策叙事形成了对比。
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氢气常被描述为未来的燃料，是一种清洁的能源载体，有望帮助世界摆脱对煤炭、石油和天然气的依赖。与燃烧时会释放二氧化碳的化石燃料不同，氢气可以通过可再生电力和水来生产，使用时仅排放水蒸气。目前，大多数氢气是由天然气制成的，并在工业园区内部使用，通常就在其产生的地方附近。然而，随着世界寻求将全球变暖限制在1.5或2摄氏度以内，氢气的角色预计将大幅扩张。它可以为重型卡车提供动力、为工厂供热并为船舶提供燃料，而这些领域很难直接实现电气化。由于阳光照射和风力吹拂的地点和强度各不相同，某些地区生产氢气的成本会比其他地区低得多。这一现实引发了一场全球性的讨论：各国是否应该像今天贸易石油和天然气那样，跨洋贸易氢气，以平衡供需。
伦敦大学学院和国际应用系统分析研究所的研究团队致力于测试这一全球氢气市场的现实性。他们想知道，各国政府宣布的宏伟贸易计划是否真的符合通往清洁能源未来最有效、成本最低的路径。为了找到答案，他们并没有依赖单一的计算机模型或单一的一组假设。相反，他们将世界上两个最先进的能源系统模型——TIAM-UCL和MESSAGEix结合起来，进行了一系列并行模拟。这些模型就像整个全球经济的详细数字孪生体，在严格的气候规则下计算能量如何从生产端流向消费端。研究人员要求这些模型描绘出通往1.5度和2度世界的路径，并测试不同的情景：如果氢气贸易易于获取会怎样？如果政府强行设定可能过高的贸易目标会怎样？如果我们完全取消国际贸易又会发生什么？
模拟揭示了一个比许多当前政治策略所暗示的更加局部化、而非全球化的未来。虽然氢气确实将成为全球能源结构的重要组成部分，从目前的水平增长到本世纪末每年供应90至130艾焦耳，但这种燃料的贸易形式将与石油贸易大不相同。模型显示，绝大部分的氢气流动将发生在区域内部，通过管道或短途卡车运输，而不是跨越海洋。在最雄心勃勃的气候情景中，作为液体通过船舶进行国际贸易的氢气量预计相当小，到2050年仅达到每年1至6艾焦耳。这种国际贸易预计也会比人们希望的来得晚，直到2050年代甚至2060年代，在当地基础设施已经建立之后，才会成为系统的重要组成部分。
这一发现与当前的全球国家氢能战略浪潮形成了鲜明对比，在这些战略中，数十个国家都设定了到2030年和2050年进口或出口氢气的宏伟目标。当研究人员迫使模型去满足这些特定的政府目标时，结果显示出明显的错位。实现这些政策目标所需的贸易量是模型预测的最具成本效益路径的两倍多。在这些“政策驱动型”情景中，氢气贸易出现的时间比成本优化情景中要早几十年，且贸易量也高得多。研究人员认为，虽然这些目标展示了政治意愿，但它们可能脱离了构建新全球能源系统的物理和经济现实。如果各国基于这些过于乐观的目标来建设大规模出口基础设施，他们可能会面临风险，即创造出昂贵的资产，却因为全球需求未能如期快速实现而导致这些资产闲置。
该研究还强调了哪些地区可能是这一新经济体的主要参与者。模拟一致指出，欧洲、日本和韩国等地区将是主要的进口国，因为它们缺乏足够的本地生产空间或资源，需要引进氢气。相反，拥有丰富可再生能源的地区，如澳大利亚、拉美部分地区和中东，则成为了天然的出口地。然而，模型显示，即使对于这些出口国而言，市场也不会看起来像过去的集中的、全球性的石油市场。相反，氢能经济将更加分布式。大多数国家可能会生产足以满足自身需求的氢气，或者与邻近地区进行贸易，仅依靠国际航运来满足其总供应量的一小部分。这种结构表明，只要各国专注于建立本地生产和区域管道，而不是等待全球航运热潮，实现能源独立比此前认为的更容易。
最终，研究表明，通往清洁氢能未来的道路需要耐心和协调。跨洋贸易氢气的技术已经存在，但其经济理由并不像当前的政治势头所暗示的那样强烈或紧迫。模型表明，实现全球脱碳最有效的方式是首先建立稳健的本地和区域网络，让氢气流向生产成本最低且需求最迫切的地方。国际贸易将发挥作用，但它将是一个辅助性的角色，随着系统的成熟而缓慢显现。对于政府而言，教训是明确的：将国家战略与基础设施发展的缓慢稳步节奏以及成本现实相匹配，将比追求全球系统尚未准备好支持的激进贸易目标更为有效。氢气的未来是光明的，但它很可能是在一个又一个区域内逐步构建起来的，而不是通过一次性的、巨大的全球浪潮来运输。
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