“氢言氢语”第十讲将带您了解氢的种类以及制氢方式:氢气分为灰氢、蓝氢和绿氢,分别源于化石能源、减碳技术和可再生能源。灰氢成本低廉但碳排高,蓝氢环保成本较高,绿氢环保且零排放,是能源转型的关键。水电解制氢虽成本高,但随着技术进步,绿氢将成为主流。
氢气作为一种清洁能源,其种类和制取方式对环境影响及应用领域有着重要影响。根据氢气的生产来源和碳排放量,我们可以将其主要分为灰氢、蓝氢和绿氢三种类型。
灰氢:顾名思义,来源于未采取减碳措施的化石能源,如煤炭、天然气和石油。这些传统的制氢方法虽然工艺成熟、成本较低,但碳排放强度极高,对环境造成了较大的负担。 蓝氢:则代表了一种进步,它通过采用碳捕集、利用和封存(CCUS)技术,显著降低了化石能源制氢过程中的碳排放。这种技术的应用,使得氢气的生产过程更加环保,尽管成本相对较高,但为实现低碳目标提供了一种可行的过渡方案。 绿氢:生产过程几乎不产生温室气体排放。它主要通过使用风能、太阳能等可再生能源进行电解水制氢,是一种真正的清洁能源。绿氢的推广和应用,是实现能源转型和应对气候变化的关键。
在制氢技术方面,目前主要有三种规模化应用的技术路线。首先是以煤和天然气为主的化石能源制氢,这一技术路线因其成熟度高和原料成本较低,目前仍是工业制氢的主导方式。然而,其在生产过程中会产生大量的二氧化碳和其他污染物,环境成本不容忽视。
来源《中国氢能发展报告(2023)》
其次是工业副产氢,这一方式主要利用化工、冶金等行业在生产过程中产生的副产品氢气。例如,焦炉煤气制氢虽然规模较大,但氢气纯度较低;而氯碱副产制氢则具有提纯成本低、纯度高的优势,展现出良好的制氢潜力。不过,副产氢的产量较小且产能分散,限制了其规模化应用。
最后是水电解制氢,这是一种无碳排放、无污染的技术,能够制取高纯度、杂质少的氢气,适用于多种应用场合。尽管水电解制氢的耗电量大、成本较高,但随着可再生能源成本的降低和技术的进步,采用可再生能源电力制取的绿氢,有望成为未来氢气制取的主流方向。
除了上述三种主要技术,还有其他一些制氢工艺,如生物质制氢、太阳能光解水制氢等。这些技术虽然尚未实现规模化应用,但它们代表了氢能技术发展的新方向,具有巨大的潜力和应用前景。
此外,氨和甲醇也可以作为氢气的储存和运输介质,尽管它们在这些场景中并非直接作为制氢的原材料,但在氢能的储存和运输方面发挥着重要作用。
随着全球对减少温室气体排放和实现可持续发展的关注,绿氢的制取和应用将成为未来氢能发展的重要趋势。通过技术创新和政策支持,氢能有望在能源结构转型中扮演更加重要的角色。