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四川省绿色发展促进会

什么是“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”?不同颜色的氢应该如何抉择?
发布时间:2022/09/26 分享:

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什么是“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”?

氢能是一种二次能源,因为氢在自然界中只以化合物的形式存在,所以需要通过特定的生产过程才能获取利用。氢能来源广泛,制备技术多元。不仅可以通过煤炭、石油、天然气等化石能源重整、热裂解或微生物发酵等途径制取;还可以来自焦化、氯碱、钢铁、冶金等工业副产气;也可以利用电解水制备。

通常,根据生产来源和制备过程中的碳排放情况,人们将氢能分为灰氢、蓝氢和绿氢这三种类型。

灰氢

灰氢,是通过化石燃料(煤炭、石油、天然气等)燃烧产生的氢气,在生产过程中会有二氧化碳等排放。灰氢的生产成本较低,制氢技术较为简单,这种类型的氢气占当今全球氢气产量的份额最大,碳排放量最高。

蓝氢

蓝氢,是将天然气通过蒸汽甲烷重整或自热蒸汽重整制成的氢气。虽然天然气也属于化石燃料,在生产蓝氢时也会产生温室气体,但是生产过程中使用了碳捕集、利用与封存(CCUS)等先进技术,捕获温室气体,实现了低排放生产。

简单来说,蓝氢是在灰氢的基础上,应用碳捕集、利用与封存技术,实现低碳制氢。

绿氢

绿氢,是通过使用再生能源(例如太阳能、风能、核能等)制造的氢气,例如通过可再生能源发电进行电解水制氢,在生产绿氢的过程中基本没有碳排放,因此这种类型的氢气也被称为“零碳氢气”。

所以,氢的不同颜色代表着制氢过程的清洁程度,灰氢在制备过程中碳排放最多、最不清洁,绿氢在制备过程中碳排放最少、最清洁。

另外值得注意的是,2020年12月中国氢能联盟发布了《低碳氢、清洁氢与可再生能源氢的标准与评价》,中国是世界上第一个提出“绿氢”明确标准的国家。



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不同颜色的氢应该如何抉择?

在全球气候变暖的大背景下,灰氢注定要被淘汰。但是,蓝氢和绿氢的取舍与发展问题一直存在争议。

有人说,蓝氢的发展没有必要。有人认为,蓝氢不是绿氢的替代品,而是一种必要的技术过渡,可以加速社会向“绿色氢气”的过渡。为了使蓝色氢气生产变得切合实际,政府应当起草氢能发展战略,明确其社会可接受程度,制定运输和储存价格体系,并在必要的时候将其纳入支持低碳技术发展的财政计划。

2020年10月15日的氢能产业发展创新峰会上,北京清华工业开发研究院副院长、滨化集团股份有限公司董事长朱德权表示:蓝氢是我们国家独特的竞争优势,能够快速起步,35块钱只有中国能做到,这是我们非常难得的起跳的台阶。2021年3月18日,英国石油(BP)前公布英国最大的氢能计划,在英格兰东北部提赛德兴建“蓝氢”工厂H2 Teesside,目标在2030年前生产1GW氢气。BP天然气和低碳能源资深副总裁Dev Sanyal表示,蓝氢与CCS的结合,可以为当地工业提供可靠的替代能源,协助那些难电气化产业降低能源转型的成本。

但是,前不久国际可再生能源机构(IRENA)发布的一份报告显示:绿氢的预期成本降低,再加上更严格的气候减缓政策的颁布,这意味着对蓝氢或灰氢的投资——尤其是预计将运营多年的资产——可能最终会搁浅。

这份报告还引用了布鲁姆贝格NEF(BloombergNEF)分析师此前的研究结论。该公司去年写道,到2028年,在中国、印度、巴西、美国、德国、法国、加拿大、澳大利亚、英国、西班牙、意大利、荷兰和加拿大等关键市场,绿色氢将比蓝色氢便宜,到2030年,在日本和韩国也会实现绿氢将比蓝氢便宜。

报告解释说:“如果蓝色氢符合严格的排放标准,那么它可以在中短期内扩大氢的排放量,推动价值链沿线相关基础设施和技术的发展。”“此外,蓝色氢可以在氢气市场上提供更多的灵活性。然而,从长远来看,绿色氢是一种零碳解决方案,因此应该是最终解决方案。”

IRENA的结论与我国工业和信息化部原部长、中国工业经济联合会会长李毅的观点不谋而合:“灰氢不可取,蓝氢可以用,绿氢是方向。”

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注:图片来源网络

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氢能为什么受到青睐?

氢能作为能源技术革命的重要发展方向,其潜力和重要性愈发受到全球的普遍认可,被视为21世纪最具前景的清洁能源之一。氢能以其清洁环保、能效高、来源广、可储能等优势,被称为“终极能源”,是未来替代化石能源的最佳选择,并且能够有效解决可再生能源的消纳问题,以解决能源危机、全球变暖以及环境污染等。因此,氢能有着极具竞争力的优势而受到人们的青睐。

氢能质量能量密度大,其能量密度是汽油的3倍,是锂电池的130倍,这让氢能燃料在替代过程中的比重不断增加,是高效清洁的二次能源。通过燃料电池可实现综合转化效率达90%以上。氢能可以成为连接气、电、热等不同能源形式的桥梁,并与电力系统互补协同,是跨能源网络协同优化的理想互联介质。