【能源科普】带你了解一下氢能和绿氢

氢能，是氢和氧进行化学反应释放出的化学能，是一种二次清洁能源，被誉为“21世纪终极能源”，也是在碳达峰、碳中和的大背景下，全球正在加速开发利用的一种清洁能源。

氢具有燃烧热值高的特点，热值是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氢燃烧的产物是水，没有污染物排放，是世界上最干净的能源。

氢能开发利用与产业布局已成为全球范围内的竞赛，全球各国都在加大氢能产业的投资和研发力度，争取在氢能技术和市场上取得领先地位。

氢能产业链涵盖了氢能的生产、储存、运输和利用等环节。

从各国制定氢能战略的侧重点来看，欧洲国家更注重推动绿色氢能的发展，通过使用可再生能源生产氢气，以减少碳排放。日本则更加关注推动使用氢气作为能源储存和供应的解决方案，同时积极发展燃料电池技术。美国则注重在氢能技术创新和商业化方面取得突破。

根据生产方式的不同，氢可分为灰氢、蓝氢、绿氢：

通过化石燃料以及工业副产方式得到的氢为“灰氢”；

在“灰氢”基础上应用碳捕集、碳封存等技术将碳保留下来，制备得到的氢为“蓝氢”；

通过光伏发电、风电、水电等可再生能源制取的氢为“绿氢”。

制氢路线多元化，不存在单一最优模式，但基于碳排放和可持续发展考虑，电解水制氢有望成为未来制氢主流方式。

电解水制氢还有质子交换膜电解（PEM）、固体氧化物电解（SOE）和阴离子交换膜电解（AEMEC）等技术路线。

质子交换膜电解技术成熟，动态耦合可再生能源能力强，但成本高；固体氧化物电解和阴离子交换膜电解尚未实现商业化应用。

我国碱性电解制氢技术发展水平与国外相近，拥有完全自主知识产权的设备制造、工艺集成能力。在质子交换膜电解制氢技术方面，我国尚处于研发走向工业化的前期阶段，电解槽的质子交换膜和膜电极等核心技术和装备目前主要依赖进口。我国碱性电解槽具备优异的性价比，出口将大幅提升，有望成为继光伏、锂离子电池、新能源汽车之后新的大宗出口商品。

绿氢已成为实现全球净零排放的关键支柱，有助于减少15%的全球温室气体排放，是深度去碳化的最终解决方案。

由光伏电和风电构成的绿电，是生产绿氢最理想的能量来源。

光伏发电直接制造绿氢，就是将光伏产生的绿电输送到制氢厂，通过电解槽等核心装置，以电解水的形式产生氢气。由此产生的绿氢被运送到炼厂、钢铁厂等应用端，替代原有的灰氢和蓝氢。