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绿氢、蓝氢、灰氢,原来氢也可以这么出彩!-凯发旗舰厅

行业动态 2022-01-18 102

“氢能领域”广为流传了这样的一句话:灰氢不可取,蓝氢可以用,废氢可回收,绿氢是方向。 其中提到的“灰氢、蓝氢、绿氢”很显然不是指氢有这几种颜色,而是氢按照制取过程中碳排放强度的高低所划分出的3类:

图3 灰氢、蓝氢、绿氢的对比.jpg

1.灰氢

通过化石燃料(如石油、天然气、煤)燃烧所产生的这类氢气叫灰氢。 灰氢约占全球氢气产量的95%,因为这种制氢方式具有很明显的成本优势,与蓝氢和绿氢相比,成本最低,且操作方法成熟、所需的设备较少、占用空间也较小。 但这种产氢方式也有硬伤,其碳排放量最高,且消耗的是地球的不可再生资源。

2.蓝氢

蓝氢也是由化石燃料制成,主要来源是天然气,它是通过加热、蒸汽、压力将甲烷转化为h₂和co₂。在这个过程中,一部分co₂会被捕获,被压缩到超过100 atm,并注入到地下1000 m以下的多孔岩石层中,在不透水的岩石下,保存数万年到数百万年,这个过程就是碳捕获和储存(carbon capture and storage ,简称ccs)。 

蓝氢的生产过程并非完全没有碳排放,不过它确实能满足全球大多数国家的排放限制要求,比灰氢的碳排放要少。 

与绿氢相比,蓝氢具有2个明显的优势:第1是电力需求较低,第2是比绿氢的成本低。 

但即便如此,制备蓝氢的资本支出和运营成本仍很高昂;还要有可靠的天然气供应;且ccs技术也需要相对罕见的地质条件,因此在全球范围内蓝氢比绿氢更难获取。

图4 灰氢、蓝氢、绿氢 泊菲莱.jpg

3.绿氢

绿氢是利用可再生能源产氢,“绿氢”具有可持续性,应支持扩大“绿氢”市场。 

当前,由于风电、光伏等新能源的飞速发展,可再生能源电解水制氢技术成为当下关注的焦点。也就是以“绿电”制“绿氢”。绿电就是用风、光、水、地热等可再生能源发电,接着再通过绿电分解水而生产的h₂,其碳排放极低。 

“绿氢”的主要制取方法有结合可再生能源的电解水制氢、光催化分解制氢、热化学法制氢、生物制氢等。 

电解水制氢技术相对较成熟,但产能低,且电解槽的耐久性、可靠性仍有很大改善空间。此外,在成本方面,制取一公斤氢气约需60度电,“绿氢”的价格主要与可再生电力成本相关,可再生电力度电成本必须降到0.2元以下才与“灰氢”成本相当。 

而事实上,绿氢技术并非局限于此。


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