氫是宇宙中最為豐富的元素,
根據
氫能生產來源
和
生產過程中的排放情況
,人們將氫能分別命名為
灰氫、藍氫、綠氫。
能源是人類活動的物質基礎,而隨著應對氣候變化、實現碳中和的目標逐步成為全球共識,人類對於能源的需求和利用方式也有了新的變化。
2015年12月,《巴黎氣候協定》正式簽署,核心目標是
將全球氣溫上升控制在遠低於工業革命前水平的2攝氏度以內,並努力控制在1。5攝氏度以內。
而根據相關統計,
全球溫室氣體排放量的73%源於能源消耗。
為了實現《巴黎氣候協定》的目標,全球能源體系必須進行深刻轉型,即從主要以化石燃料為基礎的能源體系,轉變為高效、可再生的低碳能源體系。
而氫能由於其在釋放過程中的零碳排放以及靈活便利的儲運方式,在改變人類能源體系方面被寄予了厚望。
氫能為什麼受到青睞?
氫是宇宙中最為豐富的元素,氫能則是由氫元素在物理與化學變化過程中釋放的能量。
作為能源,氫能有著極具競爭力的優勢:
1。 生態友好
與傳統的化石燃料不同,氫氣和氧氣可以透過燃燒產生熱能,也可以透過燃料電池轉化成電能。而
在氫轉化為電和熱的過程中,只產生水,並不產生溫室氣體或細粉塵。
2。 利用高效
氫氣不僅來源廣泛,還具有
導熱良好、清潔無毒
和
單位質量熱量高
等優點。
相同質量下的氫所含熱量約是汽油的3倍,
是石油化工重要原料和航天火箭動力燃料。
3。 儲運方式靈活便利
與化石燃料不同,
氫能是二次能源,可以透過分解天然氣、石油、煤和水來製造。
而除了
氣態,
氫氣還能以
液態
或
固態氫化物
出現。
在-263℃液化時,氫的體積會減少到原來的1/800,在高壓罐中壓縮後,便於儲存和運輸。
綜合眾多優勢,氫能獲得了廣泛青睞。根據國際氫能委員會與麥肯錫聯合釋出的報告,目前已有
30多個國家和地區
釋出了氫能發展路線圖,到2030年,全球在氫能專案上的投資將達到
3000億
美元
。
不同顏色的氫有什麼區別?
雖然氫能是清潔的可再生能源,在釋放能量的過程中沒有碳排放,但
目前生產氫能的過程卻並不是百分之百“零碳”。
氫元素在地球上主要以化合物的形式存在於水和化石燃料中,而氫能作為一種
二次能源
,
需要透過制氫技術進行“提取”。
目前,
現有制氫技術大多依賴化石能源,無法避免碳排放。
而根據
氫能生產來源
和
生產過程中的排放情況
,人們將氫能分別命名為
灰氫、藍氫、綠氫。
1。 灰氫
灰氫,是透過化石燃料
(例如石油、天然氣、煤炭等)
燃燒產生的氫氣,在生產過程中會有二氧化碳等排放。
目前,市面上絕大多數氫氣是灰氫,約佔當今全球氫氣產量的95%左右。
灰氫的生產成本較低,制氫技術較為簡單,而且所需裝置、佔用場地都較少,生產規模偏小。
2。 藍氫
藍氫,是將天然氣透過蒸汽甲烷重整或自熱蒸汽重整製成。
雖然天然氣也屬於化石燃料,
在生產藍氫時也會產生溫室氣體,
但由於
使用了碳捕捉、利用與儲存(CCUS)等先進技術,溫室氣體被捕獲,
減輕了對地球環境的影響,實現了低排放生產。
3。 綠氫
綠氫,是透過使用再生能源
(例如太陽能、風能、核能等)
製造的氫氣,
例如透過可再生能源發電進行電解水制氫,
在生產綠氫的過程中,完全沒有碳排放。
綠氫是氫能利用的理想形態,但受到目前技術及製造成本的限制,綠氫實現大規模應用還需要時間。
當前,關於氫能利用的各環節研究正在如火如荼地展開,各國也在加緊攻關制氫的技術難題。隨著氫能生產和儲運技術規模的不斷改進,氫能成本還會有很大的下降空間。
有研究表明,預計到2030年,氫能產業鏈整體成本將下降一半。氫能,已經成為未來產業的重要領域。
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