氢是已知宇宙中储量最丰富的元素。在地球上,绝大多数氢原子是以天然气(其主要成分是甲烷,化学式为 CH4或水 (H2O) 等分子的一部分而存在的。天然的纯氢分子 (H2) 几乎不存在 – 它们既不是绿色也不是蓝色的!纯氢分子是一种无色、无毒的气体。作为低碳能源的载体,氢也是行业的一个热议话题。

氢在被制造出来后,可用于为车辆提供动力,或用于产生工业生产过程所需的高温热量。它在燃烧时不排放二氧化碳,这使其成为极具吸引力的可降低碳排放的能源载体。

制造低碳氢:什么是“蓝氢”和“绿氢”?

氢可以由多种储量丰富的资源(如天然气或水)制成,而这个过程离不开能源。采用的生产工艺和消耗的能源决定了制造出来的氢是否“低碳”。

对于使用天然气制造的氢,其工艺中必须采用碳捕获、利用和存储(CCUS) 技术,以实现低碳。 这一工艺通常被称为“蓝氢”的制造方法之一。

当采用电解水的方法制氢时,其制造工艺必须完全由低碳能源(如可再生能源)提供动力,才可被视为低碳工艺。这一工艺通常被称为“绿氢”。

虽然“蓝氢”和“绿氢”已被普遍使用,但二者并没有公认的定义。有人可能将任何采用了 CCUS 技术的制氢工艺称为“蓝氢” – 即使这种工艺并没有使用天然气作为原料。而有人可能会将任何采用电解法的制氢工艺称为“绿氢”,即便这类工艺所使用的电网电力会导致二氧化碳的排放量比使用天然气更高。

无论如何定义,采用 CCUS 技术和天然气制造的氢,以及采用可再生能源的水制氢都将作为低碳未来的组成部分,发挥重要的碳减排作用。我们制作了这份信息图来解释两种工艺之间的关键差异,具体如下:

氢的生产规模

当前的天然气转化技术为氢的大规模工业化生产创造了条件。世界一流的甲烷转化器可每天制造约 2 亿标准立方英尺 (MSCF) 的氢。这足以支撑一个产业集群,或为 10,000 辆卡车提供燃料。

目前,电解槽制氢的规模还比较小。  一个由 10 台陆上风力涡轮机提供动力,功率为 30 MW的电解槽所组成的生产单元每天可以制造200 万标准立方英尺的氢,该产能适用于氢需求量不大的更加分散的应用场合。

随着二氧化碳政策和氢激励措施的实施,对氢的需求将会增加,这将促进氢的利用,并增加对这两种制氢技术的需求。

氢的多功能性

只要能够保证制氢过程的低碳性,氢便是一种极具潜力的多功能清洁燃料。

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