哪些领域该用氢，哪些是浪费？

氢该用在电力无法直接替代的地方。能源转型委员会的「氢能梯度」把用途分四层：不可或缺（钢铁还原、化肥制氨）、有益（重卡、远洋航运）、有用（合成航空燃料、季节性储能）、极度浪费（家庭供暖）。氢锅炉供暖全链条效率约 25%–30%，同样的电驱动热泵效率约 300%–400%。

判断依据是效率悖论的算术。考察从太阳能电板到车轮动能的全链路：太阳能→电动车路线经过交流电、充电损耗、电池储存、电机、驱动，整体效率约 77%–80%；太阳能→氢能汽车路线要经过电解水（约 70%）、氢气压缩（约 90%）、运输储存（约 95%）、PEMFC 燃料电池（约 60%）、电机、驱动，整体效率只有约 25%–35%。也就是说，氢能汽车需要约 3 倍的太阳能电板才能产出同等的驱动能量。在行驶里程可预测、可频繁补电的家庭轿车场景下，这个差距使氢燃料电池几乎没有竞争空间。

但当电力根本无法替代时，这道算术就换了一种读法。钢铁工业的传统高炉（BF-BOF）以焦炭为还原剂把铁矿石还原为铁，每吨钢排放约 2 吨 CO₂；以氢气替代焦炭的直接还原铁（H₂-DRI）加电弧炉路线，可将炼钢碳排放减少 95% 以上——瑞典 SSAB、LKAB 与 Vattenfall 联合的 HYBRIT 项目已于 2021 年完成首批氢基钢制造的汽车零件，丰田、奔驰等公司已下单采购。化肥同理：哈伯-博施制氨每年消耗全球氢产量约 50%，在这里氢是原料而非燃料，无法被电力替代，绿色氨直接取代灰氢制造的「棕色氨」，是绿氢最确定的近期大宗需求。

中层的重卡与航运，靠的是物理约束而非效率。40 吨以上的长途重卡若要用纯电池支撑 1,000 公里续航，电池重达 5–8 吨，严重压缩载货量；等重的 80 公斤氢气（700 巴）可提供同等续航，加氢时间约 15 分钟，与柴油加油节奏一致。远洋船只目前以重燃油为主，是最难电气化的运输模式之一，绿色液氨已被国际海事组织（IMO）2023 年战略列为重要选项。上层的「有用」则包括合成航空燃料——用绿氢与捕获的 CO₂ 经费-托合成制造，完全兼容现有飞机和机场基础设施，但成本是化石煤油的 4–5 倍；以及地下盐穴季节性储氢，往返效率仅 25%–40%，经济上难与抽水蓄能和压缩空气竞争，但在没有地形条件的地区可能是唯一可行方案。

顶层是明确的浪费，因为存在明显更好的选择。用氢锅炉为住宅供暖要经历「可再生电力→电解水→氢气→氢锅炉→热量」的漫长链条，整体效率约 25%–30%，而同样的可再生电力直接驱动热泵效率约为 300%–400%。英国推动的两个「氢村庄」示范项目（Whitby 与 Ellesmere Port）均于 2023 年以缺乏经济性为由被叫停。基础设施进一步放大了这种劣势：全球约 300 万公里天然气管道的钢材是针对甲烷分子设计的，氢原子会渗入钢的晶格造成氢脆，无法直接输送纯氢；储氢税也无处不在——压缩到 700 巴约耗掉氢本身能量的 10%–15%，液化（至 -253 摄氏度）约耗 30%–35%，液氢储罐日常蒸发损耗约 1%。载体方案各有代价：液氨在 -33 摄氏度即可液化、全球有 120 多个港口具备卸载和储存能力，但极度有毒（LC₅₀ 约 1,000 ppm）且燃烧控制不当会产生全球变暖潜力为 CO₂ 300 倍的 N₂O；LOHC（如二苄基甲苯）无毒且兼容现有油品运输，但加氢与脱氢各消耗约 15%–25% 的氢能量，往返效率仅约 60%–70%。

「用氢气烧锅炉」被批评者形象地比喻为「用宾利送外卖」——技术上可行，经济上站不住脚。

这个问题在书中的展开位置： 《能源文明的全局》，第十四章 14.5–14.6、14.8