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2022年北京冬奧會張家口賽區(qū)，火炬手點(diǎn)燃了太子城火炬臺。值得注意的是本次火炬的燃料并不是普通的燃料，而是由中國石油自主研發(fā)的綠氫。這是2022北京冬奧會唯一由綠氫點(diǎn)燃的火炬臺，也是冬奧歷史上首支以綠氫為燃料的火炬。這不僅在各國選手面前展現(xiàn)的我國綠色低碳發(fā)展的理念以及行動，“綠氫”也逐漸受到大眾的重視。

那什么是“綠氫”？

我們需要先了解一下氫能，氫氣無色無味，極易燃燒，在釋放能量的過程中沒有二氧化碳的排放。氫能作為一種二次能源，并非隨時(shí)隨地都能獲得，需要通過制氫技術(shù)進(jìn)行提取。但氫的制取過程并非完全零碳排。按照制取方式，我們可以分為灰氫、藍(lán)氫、綠氫三種。綠氫是綠色氫能技術(shù)，主要利用光伏發(fā)電、風(fēng)能等可再生能源分解水得到的氫氣。其制氫過程是將可再生能源通過太陽能電池、風(fēng)機(jī)、水泵等發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)換成電能，電能通過電解水制氫設(shè)備轉(zhuǎn)換成氫能，將氫氣儲存或直接輸送至氫氣應(yīng)用終端，作為電力或交通運(yùn)輸燃料、化工原料等。在燃燒過程中只產(chǎn)生了水，從源頭上實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的零排放，是純正的綠色新能源，也因此被稱為“零碳?xì)錃?rdquo;。


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我們來對比看一下灰氫和藍(lán)氫就知道綠氫有多清潔了。

灰氫通過化石燃料，比如石油、天然氣、煤等燃燒產(chǎn)生的氫氣。所以生產(chǎn)過程中自然會產(chǎn)生大量的二氧化碳。目前市面上的氫氣大部分也是灰氫，這種類型的氫氣約占當(dāng)今全球氫氣產(chǎn)量的95％，碳排放量最高。


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藍(lán)氫，也是由煤或天然氣等化石燃料制得，但是比灰氫多了一步工序。那就是在藍(lán)氫的制備過程中可以將二氧化碳副產(chǎn)品進(jìn)行捕獲、利用和封存，從而實(shí)現(xiàn)碳中和。雖然在生產(chǎn)藍(lán)氫的過程中也會產(chǎn)生溫室氣體，但由于使用了捕捉、封存等先進(jìn)技術(shù)，溫室氣體被捕獲，從而減輕了對地球環(huán)境的影響，一定程度上實(shí)現(xiàn)了低排放生產(chǎn)。

如果說初期階段是灰氫，過渡階段是藍(lán)氫，那么綠氫便是最終目標(biāo)。綠氫來源自水，純度更高、雜質(zhì)更少，無需進(jìn)一步處理就可以用燃料電池?zé)犭娐?lián)供并未燃料電池汽車提供動力，優(yōu)勢相當(dāng)明顯。


（新疆庫車綠氫示范項(xiàng)目基地，圖源網(wǎng)絡(luò)）

現(xiàn)階段我國綠氫發(fā)展方興未艾，比如，正在建設(shè)中的新疆庫車綠氫示范項(xiàng)目占地相當(dāng)于900多個(gè)足球場的大小，制氫規(guī)模達(dá)到每年2萬噸，是目前全球在建的最大綠氫項(xiàng)目。為了實(shí)現(xiàn)“碳中和”“碳達(dá)峰”的目標(biāo)，在綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的道路上我們還需要跨越技術(shù)難、成本高等門檻。

在綠氫技術(shù)上，風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源波動性、隨機(jī)性大，寬功率波動下堿性電解水的技術(shù)可行性仍存在問題。質(zhì)子交換膜純水電解對波動性電源的適應(yīng)性強(qiáng)，但目前國內(nèi)參與研發(fā)制造純水電解設(shè)備研發(fā)制造的企業(yè)并不多，可提供電解槽膜的企業(yè)更是屈指可數(shù)。而想要真正實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、商業(yè)化的發(fā)展，高成本依舊是當(dāng)前電解水制氫技術(shù)發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)。據(jù)了解，電解水制氫的成本比煤、天然氣使用的蒸汽重整制氫和工業(yè)副產(chǎn)氣純化制氫高出2—3倍。

因此，為了推動綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動“碳中和”“碳達(dá)峰”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，我國仍需要在綠氫技術(shù)上突破，并探索出一條切實(shí)可行的降本之路。 

原標(biāo)題：綠氫——理想的零碳新能源