氢气技术 确定与氢气供应链相关的温室气体排放的方法 第1部分与氢气生产相关的排放直至生产门标准立项发展报告

*标题：氢气技术确定与氢气供应链相关的温室气体排放的方法第1部分:与氢气生产相关的排放直至生产门标准立项发展报告EnglishTitle:StandardizationDevelopmentReport:HydrogenTechnologies—MethodologyforDeterminingtheGreenhouseGasEmissionsAssociatedwiththeHydrogenSupplyChain—Part1:EmissionsAssociatedwiththeProductionofHydrogenuptotheProductionGate摘要在全球应对气候变化、加速能源结构转型的宏观背景下，氢气作为一种清洁、高效的二次能源，正日益成为实现碳中和目标的关键路径。然而，氢气的“清洁”属性并非绝对，其全生命周期的温室气体（GHG）排放水平，特别是生产环节的排放强度，是决定其环境效益与市场价值的核心因素。为统一全球氢气GHG排放核算方法，消除国际贸易壁垒，国际标准化组织（ISO）制定了ISO19870-1:2026《氢气技术确定与氢气供应链相关的温室气体排放的方法第1部分:与氢气生产相关的排放直至生产门》。本报告旨在对该标准的立项背景、技术内容、核心价值及未来影响进行系统性分析。报告首先阐述了标准制定的紧迫性与必要性，指出缺乏统一的核算标准导致“绿氢”、“蓝氢”、“灰氢”等概念界定模糊，阻碍了氢能市场的健康发展。随后，报告深入解读了标准的适用范围、方法论框架、系统边界（“油箱到车轮”前的生产门环节）、排放源识别（包括直接排放、间接排放及上游排放）以及数据质量要求等核心内容。报告强调，该标准通过引入生命周期评价（LCA）的思维，确立了从原料开采、运输、转化制氢到氢气压缩/液化/储存的生产门全过程的GHG核算原则与规则。最后，报告总结了该标准对推动全球氢能产业规范化、促进低碳氢贸易、支撑碳减排政策制定的重要意义，并展望了后续系列标准（如运输、储存、终端应用等环节）的协同发展前景。关键词ISO19870-1；氢气技术；温室气体排放；氢气供应链；生命周期评价；低碳氢；碳足迹核算；标准化KeywordsISO19870-1;HydrogenTechnologies;GreenhouseGasEmissions;HydrogenSupplyChain;LifeCycleAssessment;Low-CarbonHydrogen;CarbonFootprintAccounting;Standardization正文1.引言：氢能时代的核算悖论与标准化诉求在全球“碳中和”目标的驱动下，氢能产业正经历前所未有的发展热潮。据国际氢能委员会预测，到2050年，氢能将满足全球18%的终端能源需求。然而，氢能的“清洁”声誉并非天生。自然界中几乎不存在游离态的氢气，其本质是一种能源载体，需要通过水电解、化石燃料重整、工业副产气提纯等方式获取。在这个过程中，如果采用化石能源且未配备碳捕集与封存（CCS）设施，其生产环节的温室气体（GHG）排放可能远超其使用时的“零排放”环境效益，从而引发“漂绿”风险。因此，科学、准确、可比较地核算氢气生产环节的GHG排放，成为氢能产业规范化发展、政策精准制定和国际绿色贸易顺畅进行的基石。然而，长期以来，全球各地对“低碳氢”、“清洁氢”、“可再生氢”的定义和核算方法千差万别。例如，某些地区的标准可能仅核算生产过程中的直接排放，而另一些则要求考虑上游能源供应的间接排放。这种“公说公有理，婆说婆有理”的局面，不仅导致不同生产路径的氢气“清洁度”难以横向对比，更可能催生“碳泄漏”，即通过选择有利的核算边界来人为降低产品碳足迹，从而损害市场的公平竞争与全球减排努力的真实性。在此背景下，国际标准化组织（ISO）敏锐地捕捉到了这一行业痛点。ISO技术委员会ISO/TC197（氢技术）经过多年研讨，于2026年正式发布了ISO19870-1:2026。该标准旨在提供一套全球通用的、基于科学方法论的GHG排放核算规则，聚焦于氢气供应链中最关键也最复杂的起点——生产环节。这是全球标准化进程中对“氢的碳足迹”迈出的决定性一步，标志着氢能产业从“概念清洁”向“碳排放可量化、可追溯、可认证”的实质性转变。2.标准核心内容解析：方法论、边界与核算规则ISO19870-1:2026作为系列标准的第一部分，其核心是为从原料开采到氢气产出（即“生产门”），包括氢气压缩、液化及储存（CLL）在内的全过程，提供一套GHG排放的核算方法论。其技术框架主要基于生命周期评价（LCA）的原则，并针对氢气生产的具体工艺进行了细化和定制。2.1系统边界：“生产门”的明确界定标准明确将核算边界定义为“从摇篮到工厂大门”（Cradle-to-Gate，也称“生产门”）。具体而言，这个边界始于原料的获取（或称“原料供应”阶段，WtS），涵盖原料（如天然气、煤炭、水、生物质）的开采、净化、运输与储存；终于“氢产品”离开生产设施的那一刻。这包括：-氢气生产：转换过程（如蒸汽重整、电解、气化）的直接排放。-氢气处理：压缩、纯化等过程。-氢气储存：产品出厂前的储存环节。该标准特别强调了“生产门”是确定氢气“碳排放强度”或“碳强度”的基准点。后续关于氢气运输、分配、加注直至终端使用的GHG排放，将定义在该系列标准的后续部分（如第2部分、第3部分等）。这种模块化的定义方式，不仅易于分阶段管理排放，也为监管机构基于不同的政策目标（如仅对生产端补贴）提供了灵活的核算接口。2.2核算方法论：基于LCA的归因性方法标准采用归因性生命周期评价（AttributionalLCA,ALCA）的方法论，而非后果性LCA。这意味着它核算的是与氢气生产系统直接相关的、实际发生的物理层面的排放，而非考虑该生产决策对整个经济系统产生的间接辐射效应。具体核算包括：-直接排放（Scope1）：生产设施内化石燃料燃烧、工艺反应副产物（如甲烷重整产生的CO₂）等直接向大气的释放。-间接排放（Scope2）：购入的电力、蒸汽、热力等在生产过程中产生的上游排放。对于电解水制氢，电力的碳排放因子是决定其是否“绿氢”的关键，标准规定了应采用电网平均排放因子或可再生能源购电协议（PPA）等特定来源的排放因子，并给出了严谨的认证与归因规则。-其他上游排放（Scope3upstream）：原料（如天然气）开采、运输过程中的甲烷泄漏（逃逸排放）等。这部分是“蓝氢”（天然气重整+CCS）争议的焦点，标准明确要求纳入此类逃逸排放的核算，并提供了基于测量或默认值的核算方法。2.3关键核算规则与数据质量要求1.功能单位（FU）：标准确定的核算功能单位为1千克（kg）或1兆焦（MJ）的氢气（通常在标准状态下的氢气）。2.排放因子赋值：针对电力、蒸汽等能量输入，标准提供了一个“默认排放因子”的使用框架，鼓励企业使用特定现场数据，但在无实测数据时，可参考标准附录中提供的区域性或国家默认值，确保了文本的可用性。3.副产品分配：在煤制氢、化工副产氢等过程中，可能存在多个产品（如氢气、甲醇、硫磺）。标准要求优先采用系统扩展法来避免分配，即通过扩展系统边界将副产品替代品的生产排放考虑在内。在无法系统扩展时，才允许采用基于能量含量或经济价值的分配方法，并规定必须明确报告分配方法。4.含碳产品处理：如果生产过程中产生了含碳副产品，该标准规定了如何核算其碳储存效应。5.时间边界：标准强调排放核算应与生产活动的日期相对应，并建议进行年度平均核算，以减少季节性波动的影响。3.标准草案发布的影响与行业推动意义ISO19870-1:2026的发布，对全球氢能产业格局产生了深远影响，其意义不仅在于提供了一项技术规范，更在于构建了一个全球性的“低碳语言”。-消除贸易壁垒，促进全球氢贸易：当前，欧盟、日本、韩国等主要经济体正在构建各自清洁氢认证体系。该国际标准有望成为这些双边或多边认证体系的“最大公约数”，为跨境氢能交易提供统一的排放核算基准，降低认证成本和贸易摩擦风险，加速建立全球氢能市场。-引导投资，驱动技术迭代：标准量化了不同制氢路径的碳排放水平。这将对投资决策产生直接且深远的影响。例如，投资者可以依据该标准来评估一个“蓝氢”项目的真实减排潜力（需要考虑甲烷逃逸和CCS效率），从而选择更具可持续性的技术方案。这将倒逼电解水制氢（特别是与可再生能源耦合）、天然气重整结合高效CCS以及生物质制氢等低碳/零碳技术加速商业化进程。-支撑碳定价与减排政策：政府可以基于该标准，为“低碳氢”或“清洁氢”设定一个明确的碳排放强度阈值（如低于4.0kgCO₂e/kgH₂）。高于该阈值的“灰氢”可能被征收碳税或排除在补贴范围之外，而低于阈值的“绿氢”或“蓝氢”则可获得政策支持。这为制定碳边境调节机制（CBAM）等政策工具提供了坚实的碳核算基础。-提升企业竞争力，塑造品牌形象：对于上游供应商、氢气生产商以及下游用户企业而言，采用ISO19870-1标准进行产品碳足迹核算并获取第三方认证，将不再是“可选项”，而将成为进入高端市场、获得绿色供应链认同的“必选项”。这有助于企业发现生产过程中的减排热点，优化能源管理，降低运营成本，并提升企业的ESG报告透明度与市场信誉。4.主要参与单位介绍（以ISO/TC197“氢技术”技术委员会为例）ISO19870-1:2026标准的制定并非一蹴而就，其主要推动力量来自国际标准化组织（ISO）下属的ISO/TC197“氢技术”技术委员会。该委员会是全球氢能领域标准化工作的核心机构，其秘书处由加拿大标准委员会（SCC）承担。ISO/TC197成立于1990年代，随着全球氢能产业的冷热交替而沉浮，但在2020年后迎来了空前活跃期。其工作范围覆盖了制氢、储氢、运氢、加氢站、氢能安全、氢系统集成等全产业链的标准化工作。委员会汇集了来自全球数十个国家的专家代表，包括政府机构、研究机构、大学、行业协会以及像液化空气、壳牌、丰田、本田等世界领先的能源和汽车制造商。在起草ISO19870-1的过程中，ISO/TC197扮演了“规则协调者”的角色。它组织成立了专门的工作组（通常为WG20或类似编号），负责解决最棘手的核算边界划定、分配方法选择、甲烷逃逸排放默认值的设定等关键争议点。例如，关于“是否应将上游甲烷泄漏完全纳入核算”这一争议，工作组在多次会议中进行了激烈的辩论，最终基于“完整性和可比性”原则，达成了必须纳入的共识，并针对不同区域提出了默认泄漏率。委员会还积极与其他国际组织，如国际可再生能源署（IRENA）、国际能源署（IEA）、全球碳捕集与封存研究院（GCCSI）保持密切沟通，以确保其核算框架与全球政策趋势和技术进步水平保持一致。ISO/TC197的成功运作，体现了国际标准化在破解全球性技术难题中的核心价值：通过建立协商一致的技术规则，将全球多元利益相关方的诉求转化为可执行的操作准则。该委员会的工作使得ISO19870-1不仅是一份技术文件，更是一份凝聚了国际共识、代表了行业最佳实践的权威指导。5.结论与展望ISO19870-1:2026《氢气技术确定与氢气供应链相关的温室气体排放的方法第1部分:与氢气生产相关的排放直至生产门》的发布，无疑是全球氢能标准化进程的一座里程碑。它不仅为纷争不休的“氢排放”核算领域提供了一份经国际协商、科学严谨的统一规则，更在根本上重塑了氢能产业的价值评估体系——从比拼制氢成本的单维竞赛，转向一个综合考量“成本、碳排放强度与可持续性”的多维竞争。该标准的现实意义在于，它赋予了“低碳氢”一个可量化、可追溯、可比较的明确身份。这极大地增强了政策的可操作性、投资的安全性和市场交易的透明度，为全球氢能大规模商业化铺平了道路。展望未来，ISO19870-1的发布只是一个开始。其后续系列标准的制定工作将更加复杂且关键：-第2部分：与氢气运输和分配相关的排放：如何核算长距离管道输氢、液氢船运、卡车拖运高储氢介质的排放，将直接影响不同氢气交易模