如果你关注氢能新闻，就会发现新加坡的能源规划常常与它一同出现。乍看之下有些奇怪：这个小岛没有可供水力发电的河流，能建太阳能电站的土地有限，风力也弱且不稳定。但正因如此，氢以及它的“化学近亲”氨，才在新加坡的长期能源构想中占据如此重要的位置——既要保证供电不断，又要减少碳排放。
本文将说明为什么低碳氢和氨会被纳入考虑、目前还有哪些障碍，以及这对普通家庭意味着什么。本文聚焦新加坡可能在本地燃烧使用的燃料，而不是通过电缆进口清洁电力。
新加坡为何要在天然气之外另寻出路
目前，新加坡大部分电力来自燃烧天然气，这些天然气通过管道从邻近地区输入，或以液化天然气（LNG）的形式海运进口。天然气比煤和石油清洁，但燃烧时仍会排放二氧化碳。新加坡已承诺在 2050 年实现净零排放，因此电力行业必须转型。
负责监管电力与燃气行业的能源市场管理局（EMA）提出了未来能源结构的几大“开关”：
- 天然气：在过渡期内更高效地使用
- 太阳能：利用屋顶、蓄水池及其他可用空间
- 区域电网：从海外引进低碳电力
- 低碳替代方案：包括氢、氨以及碳捕集
在土地如此有限的情况下，仅靠太阳能无法满足需求，而电力进口又会带来供应安全方面的疑问。一种可以海运进口、储存，并在与现有电厂类似的设施中燃烧的燃料，能提供其他方案做不到的东西：稳定、全天候、不受天气影响的电力。这正是人们寄望于氢能扮演的角色。
“低碳氢”到底是什么意思
氢燃烧时不会释放二氧化碳。问题在于它的制取方式：如今大多数氢来自天然气或煤炭，排放只是转移到了工厂端。业界通常用以下粗略的标签来区分：
- 灰氢：以化石燃料制取，碳直接排放
- 蓝氢：以化石燃料制取，但大部分碳被捕集和封存
- 绿氢：利用可再生电力电解水制取
新加坡关注的是低碳氢，即从生产到运输的整个生命周期都真正低排放的氢。由于新加坡无法在本地大规模生产可再生电力，预计大部分低碳氢将在阳光或风力资源丰富的海外地区生产，再运到新加坡。
为什么总会提到氨
氢是最轻的元素，要跨洋运输并不容易：必须冷却到极低温度才能液化，或者以高压压缩，而且很容易泄漏。这就是氨登场的原因。
氨由氮和氢组成，液化所需的条件比氢温和得多。全球本来就大量海运氨用于生产化肥，因此运输船、码头和安全规范都已经存在。氨可以通过两种方式使用：
- 直接燃烧：在专门设计的发电厂或船舶发动机中作为燃料
- “裂解”：在目的地重新分解为氢，再作为氢使用
对新加坡来说，氨还能把两个产业连接起来。新加坡是全球最大的船舶加油（bunkering，燃料补给）港口之一，而航运公司正在探索把氨作为更清洁的船用燃料。能源市场管理局与新加坡海事及港务管理局（MPA）已与业界合作，在西南部的工业岛裕廊岛（Jurong Island）推进一项低碳或零碳氨项目，同时用于发电和船舶燃料补给。两种用途相结合，有助于证明建设所需进口码头和储存设施的合理性。
以下是几种主要氢载体的比较：
| 载体 | 优势 | 主要挑战 |
|---|---|---|
| 液氢 | 抵达时即为纯氢，无需转换 | 需要极低温冷却；液化和蒸发过程中会损失能量 |
| 氨 | 更易运输和储存；已有成熟的全球贸易和运输船 | 泄漏时有毒；燃烧可能产生需要控制的氮氧化物 |
| 液态有机氢载体 | 可使用类似石油的常规储罐和装卸方式 | 释放氢需要耗能；技术仍在成熟中 |
| 合成甲烷 | 可利用现有的天然气管道和电厂 | 需要捕集的碳源；整体效率较低 |
氢能在新加坡规划中的位置
新加坡于 2022 年发布了《国家氢能战略》（National Hydrogen Strategy），把氢视为电力行业乃至部分工业和交通领域潜在的重要脱碳途径。官方曾表示，到 2050 年，氢最终可能满足新加坡相当大比例的电力需求，但这在很大程度上取决于成本和技术的发展。由于目标和表述会更新，请以能源市场管理局和贸易及工业部（MTI）网站上的最新说法为准。
这项战略大致涵盖：
- 试验先进的氢能技术，了解哪些技术能够规模化，包括以氨为燃料的发电
- 投资研究与开发，通过新加坡科技研究局（A*STAR）和本地大学等机构进行
- 国际合作与供应链，因为大部分供应将来自海外
- 土地与基础设施规划，用于码头、储存设施和管道
一个务实的步骤，是确保新建电厂为转型做好准备。能源市场管理局已要求新建和翻新的燃气发电机组具备“氢就绪”（hydrogen-ready）能力，即可以燃烧氢与天然气的混合燃料，并能在日后改造为燃烧更高比例的氢。这样可避免今天建成的电厂明天沦为搁浅资产。
仍需跨越的障碍
氢能前景可期，但尚未尘埃落定。以下挑战真实存在，也已被广泛承认：
- 成本：低碳氢和氨目前比天然气贵得多，价格需要大幅下降才适合大规模使用。
- 能量损失：从制氢、转化为氨、海运，到裂解或燃烧，每一步都会损失能量。转换环节越多，整条链的效率越低。
- 安全：氢高度易燃且容易泄漏；氨则有毒。两者都需要严格的工程标准，新加坡的监管机构需要制定并执行这些标准。
- 排放核算：只有生产过程真正低碳，氢才称得上“低碳”。跨境认证机制在国际上仍在完善中。
由于存在这些不确定性，新加坡把氢视为能源组合中的一个选项，而不是孤注一掷。
对家庭意味着什么
对大多数居民来说，这一转变将在大型发电站中悄然发生，电力仍会通过同一个电网送到家中。以下几点值得了解：
- 电价反映燃料成本。新的清洁燃料起初可能更贵，成本如何转嫁取决于政策和市场状况。由国家环境局（NEA）和国内税务局（IRAS）负责管理的碳税，是推动产业脱碳的价格信号之一。
- 在家里，节能仍然最重要。最便宜、最清洁的一度电，就是你没有用掉的那一度。无论电网用什么燃料发电，高能效的冷气机、冰箱和照明都有帮助。
- 交通是另一回事。一些国家试行过氢能汽车和巴士，但新加坡的陆路交通规划主要依靠电动车。我们的新加坡交通的未来一文介绍了这方面的内容。
- 就业与技能：氢能经济需要工程师、安全专家、化学家和技术人员。如果你在考虑转换职业跑道，可以参考我们的培养面向未来的热门技能指南。
未来几年如何跟进这个话题
真正的里程碑是具体的：码头获批、电厂完成改造、供应协议签署或安全标准发布。阅读氢能新闻时，可以问问自己：这是研究、试验还是商业项目？燃料是否可被核实为低碳？如需权威的最新信息，能源市场管理局、贸易及工业部和国家气候变化秘书处（NCCS）都会发布战略文件和公告。这一领域的规划会随着技术和成本的变化而调整，因此请把任何具体目标视为当下的快照，而非承诺。
氢能无法单独解决新加坡的能源难题，但它是少数可能大规模提供清洁、可靠电力的选项之一。这也是它不断出现在各项规划中的原因。
常见问题
氢能发电会让电费变贵吗？ 刚开始可能会推高成本，因为目前低碳氢和氨都比天然气贵。最终有多少会转嫁到住户身上，要看政策、技术发展和燃料市场。不论电网用什么燃料，在家少用电始终是保护电费最可靠的办法。
住在裕廊岛附近会受氨气影响吗？ 氨一旦泄漏有毒，所以必须有严格的工程标准、受过训练的操作人员和应急计划。全球本来就为了生产肥料而大量运输氨，相关安全做法已经存在。新加坡的任何项目都得符合监管机构的要求，想了解批准码头的安全条件，可留意官方机构发布的消息。
新加坡的道路上，氢能车会比电动车更好吗？ 就汽车和巴士而言，新加坡的规划明显更倾向电动车。一些国家试行过氢能汽车，但制氢和运氢每个环节都会损耗能量。氢能更适合用在发电厂和船舶燃料上，而不是家用汽车。
新加坡的家庭将来可以用氢气煮食或取暖吗？ 以目前的规划看，近期不会。重点放在大型发电厂、工业和航运，住户仍通过现有电网用电。家用电器需要不同的设备和安全规范，目前没有任何迹象显示会推动家庭改用氢气。
氢能什么时候才会真正为新加坡供电？ 目前没有确切的时间表，因为这要看成本是否下降、安全标准和海外稳定供应是否到位。官方说法是氢能到2050年可能扮演更重要的角色，之前会先有试验项目和可改用氢气的发电厂。最新进展请查阅能源市场管理局的消息。
官方资料： 能源市场管理局（EMA）
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