氫是宇宙中最豐富的元素。作為能源,氫有兩個(gè)極具競(jìng)爭(zhēng)力的特征:高能量密度,單位質(zhì)量熱值約是煤炭的4 倍,汽油的3.1 倍,天然氣的2.6 倍;可存儲(chǔ)且無(wú)碳,可以實(shí)現(xiàn)跨時(shí)間及地域的靈活運(yùn)用。因此,在全球能源轉(zhuǎn)型中,氫是最佳的碳中和能源載體。
氫可廣泛用水、化石燃料等含氫物質(zhì)制取,但能提供全程無(wú)碳的技術(shù)路線是有限的。綠氫用可再生電力或核能來(lái)生產(chǎn),但依賴可再生能源發(fā)電成本的大幅下降;藍(lán)氫可由煤或天然氣等化石燃料制得,并將二氧化碳副產(chǎn)品捕獲、利用和封存(CCUS),從而實(shí)現(xiàn)碳中和;灰氫由以焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣為代表的工業(yè)副產(chǎn)氣制取,可利用規(guī)模小僅適合市場(chǎng)啟蒙階段用。
目前,工業(yè)產(chǎn)生的氫主要還是碳基(灰氫)。隨著時(shí)間的推移,制氫面臨的挑戰(zhàn)將是用無(wú)碳或碳中性(綠氫或藍(lán)氫)的技術(shù)來(lái)替代,但其仍處于技術(shù)成熟的早期階段,正在實(shí)施小規(guī)模的試驗(yàn),亟需更大規(guī)模推廣應(yīng)用,這樣才有助于降低生產(chǎn)成本,并產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。
世界能源理事會(huì)發(fā)布的《氫能—工業(yè)催化劑(加速世界經(jīng)濟(jì)在2030 年前實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo))》認(rèn)為:藍(lán)氫可減少排放,推動(dòng)建立氫能經(jīng)濟(jì)。通過(guò)捕獲和儲(chǔ)存制造過(guò)程中排放的二氧化碳獲得的藍(lán)氫提供了一種更快減少排放的方法。目前帶有CCUS 的化石能源制氫已接近商業(yè)應(yīng)用水平。國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)發(fā)布的《氫能:可再生能源的前景》報(bào)告指出,通過(guò)可再生能源制取的氫(綠氫)將在全球能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮核心作用,預(yù)計(jì)2050 年綠氫將占全球能源消費(fèi)的8%,尤其將在鋼鐵、化工、航運(yùn)、卡車和航空業(yè)等難以脫碳的行業(yè)發(fā)揮重大潛力。……