氫氣作為一種清潔能源,其種類和制取方式對環(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)來源和碳排放量,我們可以將其主要分為灰氫、藍氫和綠氫三種類型。
灰氫:顧名思義,來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,但碳排放強度極高,對環(huán)境造成了較大的負擔(dān)。
藍氫:則代表了一種進步,它通過采用碳捕集、利用和封存(CCUS)技術(shù),顯著降低了化石能源制氫過程中的碳排放。這種技術(shù)的應(yīng)用,使得氫氣的生產(chǎn)過程更加環(huán)保,盡管成本相對較高,但為實現(xiàn)低碳目標(biāo)提供了一種可行的過渡方案。
綠氫:生產(chǎn)過程幾乎不產(chǎn)生溫室氣體排放。它主要通過使用風(fēng)能、太陽能等可再生能源進行電解水制氫,是一種真正的清潔能源。綠氫的推廣和應(yīng)用,是實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對氣候變化的關(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)過程中會產(chǎn)生大量的二氧化碳和其他污染物,環(huán)境成本不容忽視。

來源《中國氫能發(fā)展報告(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,展現(xiàn)出良好的制氫潛力。不過,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,這是一種無碳排放、無污染的技術(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)的進步,采用可再生能源電力制取的綠氫,有望成為未來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、太陽能光解水制氫等。這些技術(shù)雖然尚未實現(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存和運輸介質(zhì),盡管它們在這些場景中并非直接作為制氫的原材料,但在氫能的儲存和運輸方面發(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)用將成為未來氫能發(fā)展的重要趨勢。通過技術(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。