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摘要随着全球碳中和进程加速推进，氢气作为清洁能源载体在全球能源转型中的地位日益凸显。然而，氢气的洁净属性并非天然成立，其全生命周期温室气体排放取决于生产工艺、原料来源及能源结构等多重因素。因此，建立统一、科学、可比较的氢气温室气体排放核算方法学已成为国际标准化领域的核心议题。本报告围绕国际标准化组织（ISO）最新发布的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》展开系统论述。报告首先梳理了该标准的立项背景与国际治理需求，继而从标准框架、核算边界、排放源识别、数据质量要求等维度对标准核心内容进行深度解析，重点阐释了"直至生产门"系统边界的内涵及其对氢气分类认证的关键作用。在此基础上，报告分析了该标准与ISO14067、ISO14064等既有碳核算标准体系的衔接关系，探讨了其对全球氢气认证体系及国际贸易格局的潜在影响。最后，报告对该标准的实施路径与未来发展趋势进行了展望，指出其作为国际氢气碳核算基石性文件，将为全球绿氢、蓝氢认证互认和氢能贸易的规范化发展提供重要技术支撑。关键词：氢气技术；温室气体排放；碳中和；氢供应链；碳核算方法学；生产门边界Keywords:Hydrogentechnologies;Greenhousegasemissions;Carbonneutrality;Hydrogensupplychain;Carbonaccountingmethodology;Productiongateboundary一、引言1.1全球氢能产业发展与标准化需求在全球应对气候变化的紧迫背景下，氢能作为连接可再生能源与终端用能的关键载体，正经历从战略储备到规模化部署的历史性转变。根据国际能源署（IEA）发布的《全球氢能评估报告》，截至2025年底，全球已公布的氢能项目总投资额超过5700亿美元，涉及电解水制氢、天然气重整制氢、工业副产氢等多个技术路径。中国、欧盟、美国、日本、韩国等主要经济体相继发布国家氢能战略，将氢能纳入能源体系的重要组成部分。然而，氢能的"清洁性"并非无条件成立。不同制氢路线所产生的温室气体排放存在数量级的差异：以化石能源为原料的天然气重整制氢（灰氢）每千克氢气产生约9-11千克二氧化碳当量排放，而利用可再生能源电力进行电解水制氢（绿氢）可实现近零碳排放。这种巨大差异迫切要求建立一套国际公认的、科学严谨的氢气碳排放核算方法学，以支撑绿色氢能认证、碳边境调节机制（CBAM）实施及氢能国际贸易的开展。1.2国际标准制定的必要性与紧迫性在ISO19870-1:2026发布之前，国际社会对氢气碳排放的核算主要依赖各区域或国家的自主方法，包括欧盟的可再生能源指令（REDII）中的交通燃料温室气体排放计算方法、国际氢能伙伴关系的低碳氢标准、中国的《低碳氢、清洁氢与可再生能源氢的认定与评价》（T/CAB0078-2020）团体标准等。这些方法在核算边界、排放因子选取、基准线设定等方面存在显著差异，导致同一制氢项目在不同认证体系下可能得出差异极大的碳排放结论。例如，同一电解水制氢项目在欧盟REDII方法下因电力排放因子取值的不同，其碳强度评价结果可能相差3倍以上。这种核算标准的分歧不仅增加了企业的合规成本，更严重制约了国际氢能贸易的开展和全球统一碳市场的形成。因此，国际标准化组织（ISO）于2020年正式批准设立ISO/TC197/SC1（氢技术委员会氢供应链分技术委员会），专门负责氢供应链温室气体排放核算方法学的国际标准制定工作。ISO19870-1:2026即为该分技术委员会发布的首项核心标准，标志着全球氢气碳核算方法学进入统一化新阶段。二、标准立项背景与研制历程2.1立项背景ISO19870-1标准的立项源自多方面的驱动因素。首先，2020年国际标准化组织技术管理局（ISO/TMB）在审查氢能标准体系时明确指出，氢供应链碳核算方法学是氢能标准体系中最为紧迫的缺失环节。其次，全球主要氢能贸易国（如日本、韩国、德国）在进口氢气时迫切需要统一的方法学来评估不同供应商的碳排放水平。第三，国际民航组织（ICAO）和国际海事组织（IMO）等特殊行业监管机构也表达了对氢气燃料碳核算方法学的需求，以将其纳入各自的可持续燃料认证体系。2.2研制历程该标准由ISO/TC197/SC1分技术委员会负责制定，由法国标准化协会（AFNOR）承担秘书处工作。标准的制定过程经历了严格的程序，包括工作草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等阶段。来自中国、美国、德国、日本、韩国、法国等30余个国家的专家参与了标准内容的讨论和起草工作。值得关注的是，中国专家在标准制定过程中积极贡献了在氢能产业实践中的数据积累和方法学经验，特别是在电解水制氢碳排放核算方面提出了重要建议。标准于2026年4月13日正式发布。2.3标准定位与体系框架ISO19870标准体系规划由多个部分组成，其中第1部分（即本报告所述标准）聚焦于氢气生产环节的排放核算，边界范围界定为"从原料获取到氢气产品离开生产设施（生产门）"的全过程。后续部分计划涵盖氢气运输、储存、加注及终端使用等环节的排放核算方法。该体系框架的设计充分体现了全生命周期思维，各分标准之间的边界和衔接关系得以明确界定，为未来完整的氢供应链碳足迹核算奠定了方法学基础。三、标准核心内容解析3.1适用范围与系统边界ISO19870-1:2026明确规定了氢气生产环节温室气体排放的量化方法，适用于所有商业化的氢气生产工艺路线，包括但不限于：天然气蒸汽重整（SMR）、煤炭气化、电解水（碱性电解、质子交换膜电解、固体氧化物电解）、工业副产氢提纯、甲醇或氨重整、生物质气化等。该标准最具关键性的界定在于"直至生产门"（uptotheproductiongate）的系统边界设定。具体而言，该边界涵盖了以下环节的排放：（1）原料和能源的获取及上游生产过程；（2）原料和能源的运输至生产设施；（3）氢气生产设施内的转化过程；（4）氢气提纯、压缩或液化等处理过程；（5）生产设施内废气处理及废弃物管理。边界不包括氢气离开生产门之后的储存、运输和终端利用环节（这些环节属于该标准体系后续部分的范畴）。这一边界设定具有重要的实践意义：它将核算对象聚焦于制氢企业可以直接控制和影响的范围，便于企业开展自身碳管理，同时也为下游用户和监管机构提供了清晰的核算基础。标准还特别规定了边界内外物质流和能量流的划分规则，避免了重复计算和遗漏计算的风险。3.2排放源识别与分类标准建立了系统化的排放源识别框架，将氢气生产环节的温室气体排放划分为以下三大类：直接排放（Scope1）：指氢气生产设施内直接产生的排放，包括燃料燃烧排放（如SMR炉膛天然气燃烧）、工艺过程排放（如天然气重整反应中二氧化碳的生成）、原料中碳的转化排放以及逸散排放（如设备泄漏、放空等）。间接排放（Scope2）：指外购电力、热力所对应的上游生产环节排放。对于电解水制氢而言，外购电力对应的排放通常是碳足迹的最大贡献者，也是不同核算方法之间差异最大的领域。标准对此提供了电网平均排放因子法和电力直供追溯法两种核算选项，并要求核算结果中明确标注所采用的方法。需要特别指出的是，标准引入了时间分辨率的维度：对于电解水制氢，若能够提供小时级或更细粒度的电力来源追踪数据，可基于该数据计算电力排放因子，从而更精确地反映可再生能源的实际消纳情况。其他间接排放（Scope3上游）：包括原料开采和加工过程中的排放（如天然气开采和管输过程中的甲烷逸散）、上游化学品和辅料的生产排放、以及废弃物处理环节的排放等。标准要求对主要辅料（如电解槽用去离子水、催化剂等）的隐含排放予以核算。3.3核算方法与关键公式ISO19870-1:2026采用基于生命周期评价（LCA）的归因法核算框架，以单位质量氢气产品（1kgH₂）为功能单位。总排放强度按照如下公式计算：\[GHG_{intensity}=\frac{\sum_{i}E_{direct,i}+E_{electricity}+E_{heat}+E_{feedstock}+E_{auxiliary}-E_{byproduct}}{m_{H_2}}\]其中：-\(E_{direct,i}\)：第i个直接排放源的排放量（kgCO₂e）-\(E_{electricity}\)：外购电力对应的间接排放量（kgCO₂e）-\(E_{heat}\)：外购热力对应的间接排放量（kgCO₂e）-\(E_{feedstock}\)：原料上游获取和运输对应的排放量（kgCO₂e）-\(E_{auxiliary}\)：辅料上游生产对应的排放量（kgCO₂e）-\(E_{byproduct}\)：副产品（如工业副产氢中的其他副产品）分摊扣除的排放量（kgCO₂e）-\(m_{H_2}\)：核算周期内氢气产品总产量（kg）标准对副产品排放分摊问题提供了统一原则：优先采用系统扩展法，当副产品功能与市场既有产品可替代时，按替代产品排放量予以抵扣；当系统扩展法不可行时，可采用质量分配法或经济价值分配法，但需在核算报告中说明分配依据和系数。3.4数据质量与不确定性管理为确保核算结果的可靠性和可比性，标准设置了严格的数据质量管理要求：数据等级体系：标准将数据分为实测数据、行业平均数据、区域默认数据和全球默认数据四个等级，并鼓励优先使用实测数据。对于关键排放源（通常指对总排放贡献超过5%的排放源），强制要求使用实测数据或企业级数据。时间有效性：要求使用最近12个月内的平均运行数据作为核算基准，对于季节性波动显著的生产工艺（如依赖光伏电力的电解水制氢），要求至少涵盖一个完整年度的运行数据。不确定性评估：引入了蒙特卡洛模拟和灵敏度分析等不确定性评估方法的推荐框架，要求在核算报告中披露主要参数的不确定性范围。对于声明的最终排放强度，需在报告中标明95%置信区间。3.5报告与声明要求标准规定，氢气生产企业的温室气体排放核算结果应按照标准附录中规定的统一格式进行报告。报告内容需包含：核算边界图、排放源清单、活动数据来源及等级、排放因子选取依据、副产品分摊方法及结果、不确定性评估结果等。标准亦规定了第三方核验或自我声明时的信息要求，包括核验范围、核验方法和核验结论的建议框架，为不同场景下的合规用途提供灵活性。值得注意的是，标准要求报告中明确区分"核算结果"与"认证声明"之间的语义差异。例如，企业可计算其氢气产品的碳强度数值，但能否将其标识为"低碳氢"或"绿氢"，需依据相应的认证方案另行判定。这一要求有效避免了核算方法与认证标签之间的混淆。四、标准与相关标准体系的衔接4.1与ISO14067的协调关系ISO14067:2018《温室气体—产品的碳足迹—量化要求和指南》是产品碳足迹核算的通用性国际标准，适用于所有产品类别。ISO19870-1:2026可视为ISO14067在氢气领域的部门化实施指南。两者的关系定位如下：ISO14067提供了方法学框架和通则，而ISO19870-1针对氢气生产工艺的特殊性提供了细化的技术规定。在涉及LCA原则、系统边界设定、截断规则等基础性要求方面，ISO19870-1与ISO14067保持完全一致；在工艺特定参数、排放因子选取和分配规则方面，ISO19870-1提供了更加具体的技术指引。4.2与ISO14064系列的关系ISO14064-1:2018规定了组织层面温室气体排放量化和报告的规范，ISO14064-3则规定了核查与审定的要求。氢气生产企业的碳排放核算同时涉及其设施层面的直接排放和间接排放管理。ISO19870-1的Scope1和Scope2分类体系与ISO14064的组织排放分类框架完全兼容。企业在开展组织层面碳盘查时，可直接采用按照ISO19870-1核算的排放数据。这种兼容性大幅降低了企业的双重核算负担。4.3与区域认证体系的衔接ISO19870-1:2026发布后，其在各区域认证体系中的适用性如下：在欧盟REDIII框架下的绿氢认证中，ISO19870-1的方法学可作为证明额外性和温室气体减排量的技术工具；在中国氢能产业碳核算相关标准的后续修订中，该标准有望成为重要的方法学参考；在尚处建设阶段的国际氢能贸易碳认证（如日本、韩国拟建立的氢能供应链认证）中，ISO19870-1预计将直接作为基础核算方法纳入其制度设计。五、标准实施的意义与挑战5.1对行业的影响ISO19870-1:2026的实施对全球氢能产业产生的影响是多层面的。在技术层面，该标准为不同制氢路线的碳排放对比提供了统一"标尺"，使"灰氢"、"蓝氢"、"绿氢"的划分从概念性界定走向精确量化。在经济层面，标准的实施将改变氢能项目的投资评估框架：碳排放强度将成为项目可行性的核心指标之一，碳成本将被更准确地纳入氢价形成机制。在贸易层面，该标准为国际氢能贸易中的碳属性认定提供了统一技术基础，有望降低因核算方法分歧导致的贸易壁垒。5.2主要挑战标准实施面临的挑战同样不容忽视。首先是数据可得性问题：部分地区的电网排放因子数据更新不及时，天然气上游甲烷逸散数据缺乏可靠的实测来源，这影响了核算结果的精确度。其次是核算能力建设问题：大量中小企业缺乏熟练运用该标准进行碳核算的技术人员，迫切需要系统的技术培训和工具支持。第三是标准体系的待完善问题：氢运输、储存、加注环节的核算标准（即ISO19870系列后续部分）尚未发布，目前仅覆盖生产环节的标准尚不足以支撑完整氢供应链碳足迹的核算需求。六、主要参与单位介绍法国标准化协会：作为ISO/TC197/SC1秘书处承担单位，法国标准化协会（AFNOR）在ISO19870-1:2026的制定过程中发挥了核心组织协调作用。AFNOR成立于1926年，是法国国家标准化主管机构，同时也是ISO创始成员之一，在氢能技术标准化领域拥有深厚积累。AFNOR牵头组织了法国电力集团（EDF）、液化空气集团（AirLiquide）等法国氢能龙头企业深度参与标准条款的技术研讨和试验验证工作。值得注意的是，法国电力集团在核电低碳制氢领域的方法学贡献、液化空气集团在工业气体碳足迹核算方面的实践经验，均为标准中关键技术条款的确定提供了重要支撑。AFNOR还主导了标准框架的设计和各国意见的协调工作，在标准制定过程中组织了多轮国际研讨会和专家评审会，保障了标准在全球范围内的共识基础。此外，AFNOR积极参与国际标准化治理，推动了ISO与IPCC（政府间气候变化专门委员会）在排放因子数据库方面的合作机制建设，为标准的持续更新提供了制度保障。七、结论与展望ISO19870-1:2026作为全球首个专门针对氢气生产环节温室气体排放核算的国际标准，其发布标志着氢能领域碳核算从分散化、多样化向统一化、国际化迈出了关键一步。标准的实施将有助于：（1）建立全球可比的氢气碳强度数据库，为政策制定和投资决策提供科学依据；（2）支撑各国氢能认证体系的互认机制建设，降低国际氢能贸易的制度成本；（3）推动制氢企业主动开展碳管理和碳减排，加速低碳制氢技术的规模化应用。展望未来，ISO19870标准体系将持续完善：第2部分将覆盖氢气运输和储存环节的排放核算方法，第3部分将涵盖加氢站运营和终端利用环节。同时，随着CCUS（碳捕集、利用与封存）技术在制氢领域的规模化应用，标准将需要补充碳捕集效率的核算规则和封存泄漏的监测框架。此外，标准与碳边境调节机制（CBAM）、国际航空碳抵消与减排机制（CORSIA）等国际碳定价机制的深度衔接也是未来发展的重要方向。在全球碳中和征程中，ISO19870-1:2026将以其科学严谨的方法学框架，为氢能这一"终极能源"的清洁属性提供可量化、可验证、可比较的技术标尺，为全球氢能产业的绿色低碳发展奠定坚实的标准化基石。参考文献[1]ISO19870-1:2026,Hydrogentechnologies—Methodologyfordeterminingthegreenhousegasem