北極星氫能網(wǎng)訊:氫能源以綠色環(huán)保、高能量的鮮明特征，成為了國(guó)際新能源領(lǐng)域發(fā)展方興未艾的一支生力軍，氫能的研究和使用受到了政府、學(xué)術(shù)界、企業(yè)以及社會(huì)大眾的高度關(guān)注。
（來源：微信公眾號(hào)“中國(guó)工業(yè)報(bào)” ID：zggybs 作者：祁曉玲）
今年，美國(guó)能源部公布了高達(dá)3100萬美元的資金來推進(jìn)H2@Scale概念，對(duì)氫源的研發(fā)表示了高度關(guān)注。H2@Scale的重點(diǎn)是在美國(guó)跨多個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)價(jià)格合理，可靠的大規(guī)模氫氣生成、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和利用。通過在發(fā)電超過負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生氫氣，電解槽可以減少可再生能源的削減并有助于電網(wǎng)穩(wěn)定性。從現(xiàn)有基礎(chǔ)負(fù)載（例如，核動(dòng)力）資產(chǎn)產(chǎn)生的氫也可以存儲(chǔ)，分配并用作多種應(yīng)用的燃料。這些應(yīng)用包括運(yùn)輸、固定電力、工藝或建筑，以及工業(yè)部門，如鋼鐵制造、氨生產(chǎn)和石油精煉。
氫能發(fā)展的重要性毋庸置疑，未來極可能成為新能源領(lǐng)域的重要分支。但對(duì)于氫能現(xiàn)階段是否真的環(huán)保，學(xué)者專家眾說紛紜，給出的答案并不統(tǒng)一。
近日，工業(yè)和信息化部原部長(zhǎng)、中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)李毅中，在近期一次演講中提出“要科學(xué)把握、合理選擇制氫工藝路徑，灰氫不可取，藍(lán)氫可以用，廢氫可回收，綠氫是方向”，這一觀點(diǎn)較為明確地給出了氫能源是否環(huán)保的判斷方向。
氫能的環(huán)保性應(yīng)從全產(chǎn)業(yè)鏈來考慮。單純看氫能使用環(huán)節(jié)肯定是環(huán)保的，氫能使用后只產(chǎn)生水。但從氫能的來源來看，就需要認(rèn)真地去思量。
世界能源理事會(huì)的報(bào)告將氫氣按照生產(chǎn)來源分為“灰色”“藍(lán)色”和“綠色”三類。
關(guān)于灰色氫氣，目前96％的氫氣來自化石燃料，通過蒸汽甲烷重整（SMR）或煤氣化技術(shù)制取氫氣。該過程制造的氫氣成本較低，但是碳排放量最高。
目前，我國(guó)煤、天然氣、石油（包括輕烴、石腦油、重油）制氫一般不是以氫氣為最終產(chǎn)品，而是進(jìn)一步生產(chǎn)化工產(chǎn)品或用以深度加工提高質(zhì)量和收率。煤炭中含氫很少，煤種不同只有2%~5%，主要是用生產(chǎn)水煤氣的方式產(chǎn)氫，同時(shí)伴生大量CO和CO2。天然氣和石油組分中含氫較高，約在15%以上，以甲烷為例，與水反應(yīng)生成氫氣和CO2，氫氣收率較高，同樣進(jìn)一步合成為相關(guān)石化產(chǎn)品。由化石能源制氫，如果將氫作為目的產(chǎn)品，不可逾越的問題是CO2的出路。生產(chǎn)1kg氫伴生的CO2重量，煤制氫約為11，天然氣制氫約為5.5，輕油制氫約7。作為溫室氣體的CO2絕不允許大量排放，少量排放也將會(huì)征收高額碳稅。
關(guān)于藍(lán)色氫氣，主要是采取蒸汽甲烷重整技術(shù)或煤氣化加上碳捕捉和貯存（CCS）制氫，成本較高，在我國(guó)尚在試驗(yàn)并未產(chǎn)業(yè)化，亟待科技攻關(guān)。
關(guān)于綠色氫氣，主要是使用可再生能源進(jìn)行電解，二氧化碳零排放，但成本較高。
從上面的介紹中，我們可以看到三種“顏色”氫氣，只有“藍(lán)色”氫氣和“綠色”氫氣在制氫過程中，沒有大量的CO和CO2排放，是具有環(huán)保性。但前者由于技術(shù)還不成熟，仍需要研發(fā)的進(jìn)一步突破。對(duì)于后者，更需要關(guān)注的是 “可再生能源電解水制氫”。
我國(guó)火力發(fā)電依然占主導(dǎo)地位，2018年中國(guó)的火力發(fā)電總量約為全國(guó)發(fā)電總量的73.23%，水力發(fā)電約為同期全國(guó)發(fā)電總量16.24%，風(fēng)力發(fā)電約為同期全國(guó)發(fā)電總量4.79%，核電約為同期全國(guó)發(fā)電總量4.33%，太陽(yáng)能光伏發(fā)電全國(guó)占比約為1.32%。如果通過火力發(fā)電電解水制氫，雖然成本較低，但發(fā)電過程中產(chǎn)生廢氣，造成污染，氫能的環(huán)保性就大打折扣了，需要進(jìn)行整體的評(píng)估測(cè)算。如何建立清潔電源的專用分布式電網(wǎng)，充分利用棄水、棄風(fēng)、棄光“三棄”電量，合理布局加大可再生能源發(fā)電所占比重，是電解水制氫發(fā)展的重要保證。
綜上所述，氫能的環(huán)保性除了從使用環(huán)節(jié)來考量外，更要關(guān)注氫能的制備環(huán)節(jié)，環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、可靠的制氫途徑，才是確保氫氣作為綠色能源的基石。
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