《International Journal of Hydrogen Energy》：An integrated framework for mapping barriers and strategies in green hydrogen deployment
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绿氢是实现碳中和的关键路径，但现有研究多孤立分析障碍或策略。本文创新性整合IVIF-DEMATEL与IVIF-VIKOR方法，系统揭示九项互相关联的绿氢采用障碍的因果权重，并优先排序六项策略。研究表明：高生产成本（权重0.28）、监管不确定性（0.22）、技术成熟度（0.19）为三大核心驱动障碍，而基础设施短板（0.17）作为次级效应因子。策略排序显示技术成熟与系统整合为最优组合（得分0.89），其次是监管清晰度（0.76）和认证体系（0.68）。该框架为政策制定者提供因果关联可视化和策略优先级清单，助力精准决策。
埃尔图格鲁尔·阿伊尔迪兹（Ertugrul Ayyildiz）|布斯拉·凯西奇（Busra Kesici）|梅利克·埃尔多安（Melike Erdogan）|梅利克·卡里（Melike Cari）|内齐尔·阿丁（Nezir Aydin）
卡塔尔多哈哈马德·本·哈利法大学（Hamad bin Khalifa University）科学与工程学院
摘要
绿色氢能是实现电力生产、工业流程和交通领域脱碳的关键途径。然而，很少有研究同时绘制采纳障碍的因果结构，并在区间值模糊不确定性下优先考虑可行的策略。本研究探讨了哪些障碍是系统的关键驱动因素，以及哪些策略能够最好地加速绿色氢能的部署。我们应用区间值直觉模糊决策制定与评估实验室（IVIF-DEMATEL）来量化九个相互依赖的采纳障碍之间的关联性和权重，并使用区间值直觉模糊VIseKriterijumska优化与折中解决方案（IVIF-VIKOR）方法，根据障碍情况对六种竞争策略进行排序。因果分析指出，高生产成本、监管不确定性和技术准备度是三个最主要的障碍因素，而基础设施缺乏尽管属于影响因素，但其重要性位居首位。在策略方面，折中解决方案将技术成熟度和系统集成列为首选，其次是监管清晰度、认证和一站式许可，表明技术准备度和监管确定性是加速部署的最有效杠杆点。本研究提供了一个整合的IVIF框架，将因果权重与策略选择联系起来，并为政策和投资提供了优先级路线图。
引言
为了应对气候变化和环境污染日益严重的影响、化石燃料日益稀缺的问题、能源安全挑战以及伴随大规模工业化而来的快速人口增长，全球范围内的可持续能源转型变得至关重要。尽管化石燃料目前满足了全球约80%的能源需求，但它们显著增加了温室气体排放，对环境和人类健康构成了严重威胁[1,2]。因此，脱碳和减少化石燃料消费造成的环境损害已成为各国应对气候变化的核心目标[3,4]。根据《巴黎气候协定》的目标（将全球气温升幅限制在工业化前水平以上1.5-2°C以内），全球能源转型越来越重视可再生能源的采用和能源效率的提高[5,6]。然而，当前的储能技术存在局限性，限制了它们在许多领域的应用，这突显了需要灵活高效的决策解决方案来支持大规模可再生能源的整合和长期脱碳[7,8]。此外，还引入了更优化的模型来处理复杂的决策环境[9]。
氢能可以由核能、可再生能源或化石燃料产生，被视为一种可持续的储能方式，有潜力在各种应用中替代化石燃料。氢气的生产方式通常通过颜色代码进行区分，这些代码基于其能源来源和相关排放情况。灰色氢气来自化石燃料（主要是天然气和煤炭），会导致大量碳排放[3,10]。蓝色氢气也来自化石燃料，但采用了碳捕获、利用和储存技术，大幅减少了排放[3]。绿色氢气通过可再生能源驱动的水电解产生，被认为是实现净零排放的最佳选择[11]。其他颜色编码的氢气（包括黄色、 turquoise色和白色氢气）代表了更清洁的替代方案，但其部署仍受到技术、经济或资源限制[12]。由于氢气的密度较低，以及需要先进材料和安全技术，氢气的储存和运输面临额外挑战[13]。除了技术和财务障碍外，市场条件、监管不确定性和地缘政治因素也要求采用灵活和适应性强的规划方法[12]。此外，绿色氢气的成功部署不仅取决于技术和经济可行性，还取决于社会接受度、环境考量和长期政策支持[3,10]。
尽管已有大量文献研究了绿色氢能采纳的各个方面，但现有研究主要集中在识别障碍或单独提出政策和战略解决方案上。虽然一些研究解决了技术、经济和监管方面的挑战，但没有研究系统地揭示这些障碍之间的因果结构，并在不确定性下优先考虑可行的策略。此外，障碍之间的相互依赖性以及特定策略在多大程度上能够缓解主导因果因素，仍然很大程度上未被探索。
为填补这一空白，本研究开发了一个综合决策框架，结合了区间值直觉模糊决策制定与评估实验室（IVIF-DEMATEL）和区间值直觉模糊VIseKriterijumska优化与折中解决方案（IVIF-VIKOR）。该方法明确将因果障碍分析与基于折中的策略优先级排序相结合，使决策者能够识别出加速绿色氢能部署的关键驱动障碍和最有效的策略。通过联合建模不确定条件下的因果关系和战略权衡，本研究为政策制定和投资规划提供了结构化且可行的路线图。本研究的主要贡献如下：
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开发了一个结合IVIF-DEMATEL和IVIF-VIKOR的综合决策框架，用于共同分析绿色氢能采纳的障碍和优先策略。
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该方法明确揭示了在不确定性下九个相互依赖的绿色氢能采纳障碍的因果结构和相对重要性。
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通过将障碍驱动的权重与策略绩效联系起来，对六种竞争策略进行了基于折中的评估。
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研究结果指出，高生产成本、监管不确定性和技术准备度是主要的驱动障碍，而基础设施限制也是一个重要因素。
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提出了实用且优先级的政策相关策略，强调技术成熟度和系统集成以及监管清晰度是加速绿色氢能采纳的最有效杠杆点。
本文的其余部分安排如下：第2节回顾了与研究领域和方法相关的相关文献。第3节详细介绍了采用的方法论。第4节展示了实际案例研究和敏感性分析结果，第5节讨论了研究发现。最后，第6节总结了研究并展望了未来方向。
章节摘录
文献综述
进行了详细的文献回顾，以研究有关绿色氢能的先前研究以及采用多标准决策制定（MCDM）方法在氢能领域的应用。该回顾旨在确定评估标准并突出本研究的创新性。通过SCOPUS数据库查阅了书籍、期刊和会议论文，并详细审查了一些可能构成本文基础的研究。
材料与方法
如今，决策过程中复杂性和不确定性的增加导致了模糊集（FS）理论及其各种扩展在决策模型中的广泛应用。专家评估可用于设计问题结构，因为优先考虑问题涉及众多评估标准、备选方案以及人们对系统运行方式的认知。利用模糊逻辑创建了一个结构，以更好地模拟决策问题中的不确定性。
结果
本研究的主要目标是解决阻碍绿色氢能技术采纳和大规模部署的挑战。研究重点在于识别实施过程中最关键的障碍，并评估克服这些障碍的针对性策略。这些障碍涵盖了绿色氢能项目的广泛范围。为了确保全面理解，障碍是通过广泛的文献回顾和领域专家的见解来确定的。
讨论
本研究的主要目的是评估克服绿色氢能技术采纳过程中出现的障碍所需的策略。作为研究的一部分，组建了一个由十位专家组成的小组。障碍是通过深入的文献回顾和专家意见的整合来确定的，同时也定义了克服这些障碍的潜在策略。模糊MCDM方法被用来处理专家意见中的不确定性。
结论与未来方向
在本研究中，应用了一种新提出的综合MCDM模型IVIF-DEMATEL和IVIF-VIKOR，分析了绿色氢能在能源系统中使用的关键障碍，并优先考虑了克服这些障碍的策略。该模型结合了DEMATEL和VIKOR方法及其IVIF版本，并使用了一套全面的评估标准对六种策略进行了评估。语言专家意见通过IVIF进行了转换，使得专家引入的不确定性能够更真实地被建模。
CRediT作者贡献声明
埃尔图格鲁尔·阿伊尔迪兹（Ertugrul Ayyildiz）：撰写——原始草稿、可视化、验证、软件、资源、项目管理、方法论、调查、形式分析、数据整理、概念化。布斯拉·凯西奇（Busra Kesici）：撰写——原始草稿、资源、方法论、调查、数据整理。梅利克·埃尔多安（Melike Erdogan）：撰写——原始草稿、可视化、项目管理、调查、数据整理、概念化。梅利克·卡里（Melike Cari）：撰写——原始草稿、可视化、验证、资源
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
