【能源科普】帶你了解一下氫能和綠氫

氫能，是氫和氧進行化學反應(yīng)釋放出的化學能，是一種二次清潔能源，被譽為“21世紀終極能源”，也是在碳達峰、碳中和的大背景下，全球正在加速開發(fā)利用的一種清潔能源。

氫具有燃燒熱值高的特點，熱值是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氫燃燒的產(chǎn)物是水，沒有污染物排放，是世界上最干凈的能源。

氫能開發(fā)利用與產(chǎn)業(yè)布局已成為全球范圍內(nèi)的競賽，全球各國都在加大氫能產(chǎn)業(yè)的投資和研發(fā)力度，爭取在氫能技術(shù)和市場上取得領(lǐng)先地位。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋了氫能的生產(chǎn)、儲存、運輸和利用等環(huán)節(jié)。

從各國制定氫能戰(zhàn)略的側(cè)重點來看，歐洲國家更注重推動綠色氫能的發(fā)展，通過使用可再生能源生產(chǎn)氫氣，以減少碳排放。日本則更加關(guān)注推動使用氫氣作為能源儲存和供應(yīng)的解決方案，同時積極發(fā)展燃料電池技術(shù)。美國則注重在氫能技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)化方面取得突破。

根據(jù)生產(chǎn)方式的不同，氫可分為灰氫、藍氫、綠氫：

通過化石燃料以及工業(yè)副產(chǎn)方式得到的氫為“灰氫”；

在“灰氫”基礎(chǔ)上應(yīng)用碳捕集、碳封存等技術(shù)將碳保留下來，制備得到的氫為“藍氫”；

通過光伏發(fā)電、風電、水電等可再生能源制取的氫為“綠氫”。

制氫路線多元化，不存在單一最優(yōu)模式，但基于碳排放和可持續(xù)發(fā)展考慮，電解水制氫有望成為未來制氫主流方式。

電解水制氫還有質(zhì)子交換膜電解（PEM）、固體氧化物電解（SOE）和陰離子交換膜電解（AEMEC）等技術(shù)路線。

質(zhì)子交換膜電解技術(shù)成熟，動態(tài)耦合可再生能源能力強，但成本高；固體氧化物電解和陰離子交換膜電解尚未實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

我國堿性電解制氫技術(shù)發(fā)展水平與國外相近，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)備制造、工藝集成能力。在質(zhì)子交換膜電解制氫技術(shù)方面，我國尚處于研發(fā)走向工業(yè)化的前期階段，電解槽的質(zhì)子交換膜和膜電極等核心技術(shù)和裝備目前主要依賴進口。我國堿性電解槽具備優(yōu)異的性價比，出口將大幅提升，有望成為繼光伏、鋰離子電池、新能源汽車之后新的大宗出口商品。

綠氫已成為實現(xiàn)全球凈零排放的關(guān)鍵支柱，有助于減少15%的全球溫室氣體排放，是深度去碳化的最終解決方案。

由光伏電和風電構(gòu)成的綠電，是生產(chǎn)綠氫最理想的能量來源。

光伏發(fā)電直接制造綠氫，就是將光伏產(chǎn)生的綠電輸送到制氫廠，通過電解槽等核心裝置，以電解水的形式產(chǎn)生氫氣。由此產(chǎn)生的綠氫被運送到煉廠、鋼鐵廠等應(yīng)用端，替代原有的灰氫和藍氫。