ISO 19870-12026 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

*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StandardizationDevelopmentReport:Hydrogentechnologies—Methodologyfordeterminingthegreenhousegasemissionsassociatedwiththehydrogensupplychain—Part1:Emissionsassociatedwiththeproductionofhydrogenuptotheproductiongate摘要在全球能源结构向低碳化、清洁化深度转型的宏观背景下，氢气作为一种重要的二次能源载体和工业原料，其全生命周期的温室气体排放核算已成为国际社会关注的焦点。为统一和规范氢气生产环节的碳排放核算方法，国际标准化组织（ISO）发布了ISO19870-1:2026标准。本报告系统分析了该标准的立项背景、核心内容、技术框架及其对全球氢能产业发展的深远影响。报告指出，该标准首次以国际共识的形式，确立了从原材料获取、生产原料或燃料的供应与转化，到核心氢气生产单元直至产品出厂大门（生产门）的温室气体排放量化方法学。标准详细定义了系统边界、功能单位、排放因子选取原则及数据质量要求，解决了当前不同核算体系下结果差异大、可比性差的行业痛点。该标准的发布，不仅为全球氢能贸易中的碳排放标定提供了统一的“度量衡”，更将有力推动各国绿色氢能认证体系的建立与互认，为氢能产业的规模化、绿色化发展奠定坚实的标准化基础。本报告旨在为相关行业从业人员、政策制定者及科研人员提供深入的技术解读和战略参考。关键词氢气技术；温室气体排放；生命周期评价；绿色氢能；碳排放核算；氢供应链；国际标准Keywords:Hydrogentechnologies;Greenhousegasemissions;Lifecycleassessment(LCA);Greenhydrogen;Carbonemissionaccounting;Hydrogensupplychain;Internationalstandard正文1.引言：氢能产业发展与标准化需求在应对全球气候变化、实现《巴黎协定》温控目标的驱动下，氢能正从一种备选能源转变为未来全球清洁能源体系的关键组成部分。据国际能源署（IEA）预测，到2030年，全球低碳氢产能将大幅增长。然而，氢气的“清洁性”并非与生俱来，其主要取决于生产过程中所使用的能源和原料。目前，基于化石燃料（如天然气重整、煤制氢）的“灰氢”仍占主导地位，而通过可再生能源电解水制得的“绿氢”产量极低。因此，如何科学、准确、一致地量化从生产源头到消费终端的温室气体排放，成为界定氢气环境属性、引导投资方向、建立绿色认证体系以及推动国际贸易的核心技术前提。在此背景下，国际社会迫切需要一套公认的、具有权威性的方法学标准，以替代目前各国、各企业各自为政的多种核算体系。ISO19870标准的制定，正是为了满足这一紧迫需求。作为该系列标准的开篇之作，ISO19870-1:2026聚焦于氢能供应链中最关键也最复杂的起始环节——氢气生产，为后续覆盖储存、运输、加注及终端应用等全链条的排放核算奠定了方法论基础。2.标准立项背景与编制历程ISO19870-1:2026的研制过程是国际标准化领域一项重大的技术协调工程。其立项源于ISO/TC197“氢技术”技术委员会的战略规划。自2020年代初，多个成员国（尤其是欧盟、日本、韩国、美国等氢能技术领先的国家和地区）观察到，由于缺乏统一的核算标准，不同项目、不同厂商的氢气产品在宣称其碳足迹时，数据口径不一，结果差异巨大，严重阻碍了“绿色氢能认证”的跨国互认和全球氢能贸易便利化。该标准项目建议书（NP）于2022年正式提出，历经了三年的广泛讨论与反复修改。工作组汇集了来自20多个国家的专家，包括氢能生产商、技术提供商、认证机构、科研院所及政府监管部门的代表。争议的焦点主要集中于：系统边界的划定，特别是上游排放（如原料开采、运输）的处理方式；分配原则（在多产品联产系统中如何分配排放）；以及电力属性（绿电证书的使用规则）等。经过多轮国际投票与技术评议，最终版本获得了压倒性的支持，于2026年4月正式发布。该标准的发布，标志着全球氢能产业在环境足迹量化方面迈出了从“定性”到“定量”的关键一步。3.标准核心内容与技术框架解析ISO19870-1:2026的主体内容是一套严谨、周密的温室气体排放量化方法论，其核心框架可概括为“一个边界、一个单位、三个环节”。3.1明确的系统边界：生产门标准明确将系统边界定义为从“摇篮”到“生产门”。具体而言，这涵盖了：*上游阶段：包括生产氢气所需原料（如天然气、水、生物质）、燃料（如用于重整或气化的能源）以及化学反应辅助材料（如催化剂）的获取、处理与运输过程。此部分要求核算原材料开采、收集、加工直至进入厂区大门的所有排放。*核心生产阶段：即从原料进入工厂到产品氢气离开厂区大门（通常为压力合适的管道接口或储罐）的全部过程。这包括主要生产装置（如蒸汽甲烷重整器、电解槽、气化炉）的直接排放（如燃烧排放、过程排放）和间接排放（如电力消耗、蒸汽消耗）。*废气处理与副产品：标准涵盖了生产过程中产生的废气（如二氧化碳、未反应的甲烷）的处理或捕集环节所产生的排放。对于联产品（如氧气、热能），标准提供了基于物理或经济关系的分配原则。3.2功能单位为确保不同技术路线（如天然气重整、电网电解、可再生电解、生物质气化）的可比性，标准定义了一个明确的功能单位：1千克(kg)的氢气，具体以在标准状态（0°C，101.325kPa）下，纯度为>99.97%的氢气为基准。这为各类制氢方案的碳排放强度提供了统一的“标尺”。3.3核算的三个关键环节标准将核算过程分解为三个相互关联但依次递进的环节：1.数据收集与分类：要求生产者分类收集活动数据，包括各类能源载体的消耗量、原材料投入量、产品产出量、以及直接排放数据。标准强调了数据质量的重要性，并规定了主要数据（企业自身运行数据）与次要数据（来自权威数据库的默认因子）的使用优先级和允许范围。2.排放因子的选取与应用：这是标准的核心技术难点。标准详细规定了排放因子的选取原则。对于电力消耗，这一关键变量，标准引入了多种情景，包括国家电网平均排放因子、通过电力购买协议（PPA）获取的特定绿电排放因子、以及直连风/光/水电站的可再生电力因子，并明确了其数据时效性和区域适用性要求。3.排放汇总与报告：标准要求将温室气体排放量（包括CO₂、CH₄、N₂O，以二氧化碳当量CO₂e表示）进行分类汇总，并按照生产门边界出具最终的报告值。报告格式必须包含清晰的系统边界图、数据来源说明、不确定性分析以及关键假设。4.技术意义与产业影响ISO19870-1:2026的发布，对于全球氢能产业具有里程碑式的意义。4.1统一度量衡，促进贸易公平在标准实施之前，不同国家、不同组织（如中国的CECS、欧盟的CertifHy、美国的GREET模型）对氢气的碳排放核算方法存在显著差异。这使得同一批氢气的碳足迹在不同体系下可能被标定出截然不同的数值，极大地增加了交易成本和政策协同难度。ISO19870-1:2026作为最高层级的国际标准，为各国修订本国标准提供了基准，为构建一个全球互认的“绿色氢”认证体系提供了技术基石。4.2引导技术创新与投资方向标准通过明确各核算环节的规则，实际上对不同的生产工艺给出了“量化评分”。这迫使企业和投资者更精确地审视不同技术路线在环保性能上的优劣。例如，标准对电力属性的精细化管理，将直接推动电解水制氢项目更多地寻求与可再生能源的深度绑定，从而加速“绿氢”成本的下降与商业化进程。同时，标准也为化石燃料制氢+碳捕集与封存（CCS）的“蓝氢”技术提供了公平的比较基础，有助于激励CCS技术的规模化应用。4.3提升环境透明度，支撑政策制定该标准为各国政府制定氢能产业支持政策（如税收优惠、补贴、配额制度）提供了科学依据。通过标准化的核算，政府可以清晰掌握不同氢气产品的环境表现，从而精准地将政策资源投向真正低碳的氢气。此外，标准也为实现《联合国气候变化框架公约》下的国家自主贡献（NDC）目标提供了数据支撑，使氢能在全球碳减排中的贡献可以量化、可报告、可核查（MRV）。5.主要参与单位介绍：国际标准化组织（ISO）及其氢技术委员会ISO19870-1:2026由国际标准化组织（ISO）制定并发布，其核心技术工作由其下属的ISO/TC197“氢技术”技术委员会承担。5.1国际标准化组织（ISO）概述ISO成立于1947年，是全球最大、最权威的专门从事国际标准化工作的非政府组织。其成员由来自170多个国家的国家级标准机构组成，每个国家只有一个有投票权的成员体。ISO的宗旨是在世界范围内促进标准化及其有关活动的发展，以利于国际间的物资交流和互相服务，并扩大知识、科学、技术和经济方面的合作。ISO标准涵盖了几乎所有行业领域（除了电工电子，由IEC负责），被誉为“技术领域的联合国”。ISO标准是自愿采用的，但由于其权威性，常被各国采纳为国家标准，或在国际贸易中被用作技术性贸易壁垒的依据。5.2ISO/TC197“氢技术”技术委员会该技术委员会是ISO体系下专门从事氢能领域标准化的核心机构，其秘书处由加拿大标准理事会（SCC）承担。ISO/TC197的工作范围涵盖了氢气生产、储存、运输、分配、加注和终端应用相关的所有技术领域，包括系统的装置、设备以及相关的试验方法等。自20世纪90年代成立以来，ISO/TC197已发布了一系列对全球氢能产业具有深远影响的关键标准，如ISO14687（氢燃料质量规范）、ISO19880系列（气态氢加注站）等。在应对气候变化的大背景下，该委员会将工作重点转向了与低碳氢相关的标准化议题。ISO19870系列标准的研制，正是其战略调整的标志性成果。5.3ISO/TC197的核心力量与工作模式ISO/TC197汇聚了全球氢能领域顶尖的专家、学者和企业代表。其工作模式基于“协商一致”原则，所有标准草案必须经过成员体投票、工作组反复审议，最终达到大多数同意方可发布。在制定ISO19870-1:2026的过程中，委员会成立了专门的工作组（WG）。该工作组面临的技术挑战包括：如何处理不同国家的电网碳排放因子差异、如何公平地核算生物质制氢中的碳循环、以及如何定义和核算氢气的“绿色”属性。最终，工作组通过广泛的文献调研、技术研讨和利益相关方访谈，成功达成了国际共识。5.4ISO19770-1:2026发布的意义ISO19870-1:2026的发布，不仅是ISO/TC197技术委员会工作的结晶，更是全球标准化治理模式的成功典范。它证明了国际社会在面对复杂、非共识技术问题时，有能力通过标准化这一平台，找到各方都能接受的解决方案。该标准为全球氢能市场的形成提供了最根本的“信用背书”——确保每一千克标称为“低碳”的氢气，其背后都有科学、透明、一致的量化依据。6.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》是一项具有开创性和里程碑意义的国际标准。它首次在全球范围内为氢气生产（从摇篮到大门）的温室气体排放核算建立了一套统一、严谨、权威的方法学体系。该标准的发布，不仅解决了长期以来困扰氢能产业的碳排放核算“度量衡”问题，为全球氢能贸易和绿色认证扫清了关键障碍，更将有力推动氢能产业向低碳化、标准化、规模化方向加快发展。展望未来，基于本标准奠定的方法论基础，ISO19870系列标准的第2部分