德州氫能產業崛起：水資源需求成關鍵挑戰

氫能作為一種零碳能源及石化原料，其生產方式多樣，但無論採用何種方法，都需消耗大量水資源。德州大學奧斯汀分校的一項最新研究，深入探討了德州蓬勃發展的氫能經濟未來可能帶來的水資源需求。研究顯示，到2050年，新建的氫能生產設施可能佔全州用水需求的2%至6.8%。

研究主要作者、德州大學經濟地質局能源經濟學家林寧指出，相較於灌溉或市政用水等大型用水需求，氫能產業的用水量相對較小。然而，這可能對未來面臨水資源短缺的社羣造成不成比例的影響，特別是墨西哥灣沿岸地區。該地區不僅是現有氫能基礎設施的主要集中地，也是未來新設施的規劃區域。根據州水資源計劃，到2040年，該地區將面臨嚴重的年度地下水短缺。

「專案的選址對當地影響重大，」林寧強調。「在墨西哥灣沿岸水資源緊張的縣市規劃多個氫能設施，這項研究凸顯了整合水資源與能源規劃的迫切性，並為政策制定者、產業界及社羣提供了堅實的基礎，以做出關於氫能與水資源管理的明智決策。」

這項研究發表於《永續性》期刊，並詳細分析了德州墨西哥灣沿岸地區現有及規劃中的氫能基礎設施，以及2040年各縣市的預期水資源需求。作為HyVelocity Hub計畫的一部分，墨西哥灣沿岸及南德州地區計劃新建八座氫能生產設施，該計畫由產業界、學術界及非營利組織共同推動，旨在促進德州氫能經濟的發展。

為估算未來水資源需求，林寧及其團隊參考了2024年國家石油委員會的研究資料，該研究基於兩種政策情境（淨零排放情境與現行政策情境）預測了2030年至2050年的區域氫能需求。研究人員全面評估了氫能生產各環節的用水需求，包括冷卻用水，並分析了「藍氫」與「綠氫」不同比例組合下的水資源需求。綠氫透過電解水生產，過程中不產生二氧化碳排放；藍氫則透過燃燒天然氣生產，會產生排放，但可透過碳捕獲與封存技術實現低碳化。

研究發現，在藍氫與綠氫各佔50%的情況下，淨零排放氫能的用水需求約為現狀氫能的3.4倍（6.8%對比2%）。其中，額外的用水需求主要來自藍氫生產過程中的二氧化碳捕獲與封存。林寧表示：「脫碳成本高昂，減少碳排放並非免費。」

研究還概述了不同生產方法的水資源使用與水質影響，這將決定氫能生產後的剩餘水是否可回收利用。例如，綠氫生產需使用經過嚴格過濾的超純水，因此剩餘水可無需過多處理即可返回供水系統；而藍氫對進水純度要求較低，但其產生的剩餘水通常需要更多處理。

林寧指出，透過評估不同的水資源需求與要求，社羣與企業都能更清楚地瞭解可用的潛在選項。德州州立大學梅多斯水與環境中心執行主任羅伯特·梅斯表示，論文中描述的氫能水資源需求相當可觀，這項研究將有助於未來的規劃工作。「要規劃水資源需求，必須先了解未來的需求規模，這項研究提供了具體資料，我認為這將非常有用，」未參與研究的梅斯說道。

該研究由Mairan Arzumanyan、Edna Rodriguez Calzado及Jean-Philippe Nicot共同撰寫，他們均為德州大學傑克遜地球科學學院經濟地質局的研究人員。