能源的未来

灰氢、蓝氢、绿氢、粉氢有何区别,哪一种最可持续?

氢是一种具有巨大潜力的燃料。 Image:  Kind and Curious/Unsplash

Sundus Cordelia Ramli
Chief Commercial Officer, Power-to-X, Topsoe
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能源的未来

  • 氢是宇宙中含量最多的元素,燃烧时几乎不产生污染,是一种理想的能量来源。
  • 制备氢气有多种方法,不同的方法可以制得灰氢、蓝氢、绿氢和粉氢。
  • 随着我们持续创新并改进氢气的制备方法、可再生能源和核能成本不断下降,氢在能源系统中将发挥越来越重要的作用。

氢是宇宙中最简单、含量最多的元素,有潜力成为未来的理想燃料。氢作为能量载体,能够储存和运输可用的能量。纯氢是一种无色、无味、无毒的气体,燃烧时会释放大量能量,但几乎不产生污染,是一种理想的能量来源。

如何制备氢气?

我们可以使用多种资源制备氢气。最常见的方法是“蒸汽甲烷重整”法,使天然气和高温蒸汽进行反应。另一种方法是电解法,利用电流将水分解为氢气和氧气。不同的方法可以制得灰氢、蓝氢、绿氢和粉氢。

不同种类的氢

根据不同的制备方法和相关的碳排放量,不同种类的氢可以用不同的颜色区分。

灰氢

目前,灰氢是最常见的氢气类型。它通过“蒸汽甲烷重整”法,用天然气制备而成。然而,这一过程会释放出大量的二氧化碳,因此是一种不太可持续的选择。

灰氢易获取且制备成本相对较低,但缺点是二氧化碳排放量高,不够环保。

蓝氢

蓝氢也被称为低碳氢,和灰氢相似,但制备过程中产生的二氧化碳会被捕获并存储利用,从而减少碳足迹。因此,蓝氢比灰氢更加清洁。但尽管如此,蓝氢仍然依赖于化石燃料。

绿氢

绿氢通过风能、太阳能等可再生能源,将水进行电解制备而成。这一过程不产生二氧化碳,因此绿氢是最可持续的选择。不过,绿氢的制备成本高于灰氢和蓝氢,因为可再生能源和电解设备等相关成本比较高昂。

粉氢

粉氢利用核能发电,将水电解为氢气和氧气制备而成。它可以视为低碳氢,但可持续性取决于核能发电和废物处理的方法。

粉氢可以持续制备而不需要间断,这一点与可再生能源不同。但是,粉氢也会带来废物处理、潜在安全问题等核能相关的挑战。

氢有哪些用途?

氢是一种多功能的能量载体,具有广泛的应用潜力。它可以应用于燃料电池,产生电力和热能,成为建筑物和电动汽车的潜在能源;它也可以用于储存可再生能源,帮助平衡电网的供需。

在工业中,氢可以用作生产各类化学品和燃料的原料。根据氢的种类或颜色,制成的燃料可以帮助能源密集型行业和长途运输行业减少排放,这些行业难以实现电气化。例如,可再生能源制备的绿氢可以用于制备绿氨和电子甲醇,有助于海运和航空等重排放行业减排。氢还有潜力推动炼钢等目前依赖于化石燃料的工业流程减少碳排放。

但氢也有其局限性。由于能量密度低,氢的储存和运输可能面临挑战。氢的制备也需要消耗大量能量。此外,尽管燃料电池正变得越来越高效和便宜,但仍然比传统的内燃机昂贵。

我们为什么需要绿氢?

绿氢,也称为清洁氢,具有多方面的重要意义。首先,绿氢提供了一种储存和运输可再生能源的可持续的方式。这有助于克服可再生能源的主要挑战之一——间断性。

其次,绿氢可以帮助难以实现电气化的行业减少排放,如重工业和长途运输行业等。这使绿氢成为一种重要工具,推动全球减少温室气体排放,对抗气候变化。

最后,绿氢有助于保障能源安全,因为它提供了一种储存和运输能源的方式,并使能量来源多样化。在世界努力“转型脱离”化石燃料、转向可再生能源的背景下,这一点尤其重要。

总之,氢具有巨大的潜力,可能成为一种可持续的能量载体。尽管在成本和基础设施方面还面临挑战,但氢在可持续性和多功能性方面的优势使其成为了全球能源转型的关键一环。随着我们持续创新并改进氢气的制备方法,且可再生能源和核能成本不断下降,绿氢和粉氢在能源系统中将发挥越来越重要的作用。

本文作者:

Sundus Cordelia Ramli,托普索电转X首席商务官

本文原载于世界经济论坛Agenda博客,转载请注明来源并附上本文链接。

翻译:狄陈静

编辑:王灿

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