科普 | 氫的種類以及制氫方式

氫氣作為一種清潔能源，其種類和制取方式對(duì)環(huán)境影響及應(yīng)用領(lǐng)域有著重要影響。根據(jù)氫氣的生產(chǎn)來(lái)源和碳排放量，我們可以將其主要分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫三種類型。

灰氫：顧名思義，來(lái)源于未采取減碳措施的化石能源，如煤炭、天然氣和石油。這些傳統(tǒng)的制氫方法雖然工藝成熟、成本較低，但碳排放強(qiáng)度極高，對(duì)環(huán)境造成了較大的負(fù)擔(dān)。

藍(lán)氫：則代表了一種進(jìn)步，它通過(guò)采用碳捕集、利用和封存（CCUS）技術(shù)，顯著降低了化石能源制氫過(guò)程中的碳排放。這種技術(shù)的應(yīng)用，使得氫氣的生產(chǎn)過(guò)程更加環(huán)保，盡管成本相對(duì)較高，但為實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo)提供了一種可行的過(guò)渡方案。

綠氫：生產(chǎn)過(guò)程幾乎不產(chǎn)生溫室氣體排放。它主要通過(guò)使用風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源進(jìn)行電解水制氫，是一種真正的清潔能源。綠氫的推廣和應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵。

在制氫技術(shù)方面，目前主要有三種規(guī)模化應(yīng)用的技術(shù)路線。首先是以煤和天然氣為主的化石能源制氫，這一技術(shù)路線因其成熟度高和原料成本較低，目前仍是工業(yè)制氫的主導(dǎo)方式。然而，其在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳和其他污染物，環(huán)境成本不容忽視。

來(lái)源《中國(guó)氫能發(fā)展報(bào)告（2023）》

其次是工業(yè)副產(chǎn)氫，這一方式主要利用化工、冶金等行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品氫氣。例如，焦?fàn)t煤氣制氫雖然規(guī)模較大，但氫氣純度較低；而氯堿副產(chǎn)制氫則具有提純成本低、純度高的優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)出良好的制氫潛力。不過(guò)，副產(chǎn)氫的產(chǎn)量較小且產(chǎn)能分散，限制了其規(guī)模化應(yīng)用。

最后是水電解制氫，這是一種無(wú)碳排放、無(wú)污染的技術(shù)，能夠制取高純度、雜質(zhì)少的氫氣，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)合。盡管水電解制氫的耗電量大、成本較高，但隨著可再生能源成本的降低和技術(shù)的進(jìn)步，采用可再生能源電力制取的綠氫，有望成為未來(lái)氫氣制取的主流方向。

除了上述三種主要技術(shù)，還有其他一些制氫工藝，如生物質(zhì)制氫、太陽(yáng)能光解水制氫等。這些技術(shù)雖然尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，但它們代表了氫能技術(shù)發(fā)展的新方向，具有巨大的潛力和應(yīng)用前景。

此外，氨和甲醇也可以作為氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸介質(zhì)，盡管它們?cè)谶@些場(chǎng)景中并非直接作為制氫的原材料，但在氫能的儲(chǔ)存和運(yùn)輸方面發(fā)揮著重要作用。

隨著全球?qū)p少溫室氣體排放和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注，綠氫的制取和應(yīng)用將成為未來(lái)氫能發(fā)展的重要趨勢(shì)。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和政策支持，氫能有望在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中扮演更加重要的角色。