能源是人類活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，而隨著應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)逐步成為全球共識(shí)，人類對(duì)于能源的需求和利用方式也有了新的變化。
2015年12月，《巴黎氣候協(xié)定》正式簽署，核心目標(biāo)是將全球氣溫上升控制在遠(yuǎn)低于工業(yè)革命前水平的2攝氏度以內(nèi)，并努力控制在1.5攝氏度以內(nèi)。
根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，全球溫室氣體排放量的73%源于能源消耗。為了實(shí)現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》的目標(biāo)，全球能源體系必須進(jìn)行深刻轉(zhuǎn)型，即從主要以化石燃料為基礎(chǔ)的能源體系，轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝А⒖稍偕牡吞寄茉大w系。
氫能由于其在釋放過程中的零碳排放以及靈活便利的儲(chǔ)運(yùn)方式，在改變?nèi)祟惸茉大w系方面被寄予了厚望。
氫能為什么受到青睞?
氫是宇宙中最為豐富的元素，氫能則是由氫元素在物理與化學(xué)變化過程中釋放的能量。
作為能源，氫能有著極具競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì)：
⑴. 生態(tài)友好
與傳統(tǒng)的化石燃料不同，氫氣和氧氣可以通過燃燒產(chǎn)生熱能，也可以通過燃料電池轉(zhuǎn)化成電能。而在氫轉(zhuǎn)化為電和熱的過程中，只產(chǎn)生水，并不產(chǎn)生溫室氣體或細(xì)粉塵。
⑵. 利用高效
氫氣不僅來(lái)源廣泛，還具有導(dǎo)熱良好、清潔無(wú)毒和單位質(zhì)量熱量高等優(yōu)點(diǎn)。相同質(zhì)量下的氫所含熱量約是汽油的3倍，是石油化工重要原料和航天火箭動(dòng)力燃料。
⑶. 儲(chǔ)運(yùn)方式靈活便利
與化石燃料不同，氫能是二次能源，可以通過分解天然氣、石油、煤和水來(lái)制造。而除了氣態(tài)，氫氣還能以液態(tài)或固態(tài)氫化物出現(xiàn)。在-263℃液化時(shí)，氫的體積會(huì)減少到原來(lái)的1/800，在高壓罐中壓縮后，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。
綜合眾多優(yōu)勢(shì)，氫能獲得了廣泛青睞。根據(jù)國(guó)際氫能委員會(huì)與麥肯錫聯(lián)合發(fā)布的報(bào)告，目前已有30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)發(fā)布了氫能發(fā)展路線圖，到2030年，全球在氫能項(xiàng)目上的投資將達(dá)到3000億美元。
氫的分類
雖然氫能是清潔的二次能源，在釋放能量的過程中沒有碳排放，但目前生產(chǎn)氫能的過程卻并不是百分之百“零碳”。
氫元素在地球上主要以化合物的形式存在于水和化石燃料中，而氫能作為一種二次能源，需要通過制氫技術(shù)進(jìn)行“提取”。目前，現(xiàn)有制氫技術(shù)大多依賴化石能源，無(wú)法避免碳排放。而根據(jù)氫能生產(chǎn)來(lái)源和生產(chǎn)過程中的排放情況，人們將氫能分別命名為藍(lán)氫和綠氫。
⑴. 藍(lán)氫
藍(lán)氫是將天然氣通過蒸汽甲烷重整或自熱蒸汽重整制成。雖然天然氣也屬于化石燃料，在生產(chǎn)藍(lán)氫時(shí)也會(huì)產(chǎn)生溫室氣體，但由于使用了碳捕捉、利用與儲(chǔ)存(CCUS)等先進(jìn)技術(shù)，溫室氣體被捕獲，減輕了對(duì)地球環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)了低排放生產(chǎn)。
⑵. 綠氫
綠氫是通過使用再生能源(例如太陽(yáng)能、風(fēng)能等)制造的氫氣，例如通過可再生能源發(fā)電進(jìn)行電解水制氫，在生產(chǎn)綠氫的過程中，完全沒有碳排放。
綠氫是氫能利用的理想形態(tài)，但受到目前技術(shù)及制造成本的限制，綠氫實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用還需要時(shí)間。
當(dāng)前，關(guān)于氫能利用的各環(huán)節(jié)研究正在如火如荼地展開，各國(guó)也在加緊攻關(guān)制氫的技術(shù)難題。隨著氫能生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)規(guī)模的不斷改進(jìn)，氫能成本還會(huì)有很大的下降空間。
有研究表明，預(yù)計(jì)到2030年，氫能產(chǎn)業(yè)鏈整體成本將下降一半。氫能，已經(jīng)成為未來(lái)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。
本報(bào)告數(shù)據(jù)是根據(jù)《Statistical Review of World Energy 2024(世界能源統(tǒng)計(jì)綜述2024)》。SRWE是《Statistical Review of World Energy(世界能源統(tǒng)計(jì)綜述)》的縮寫。
世界各地區(qū)蘭氫和綠氫的產(chǎn)量(單位：百萬(wàn)噸)
縱觀全球2023年氫氣生產(chǎn)仍然以從化石燃料制氫“蘭氫”為主，占96.9%，而從再生能源制氫“綠氫”為輔，僅占3.1%，再生能源制氫是發(fā)展方向，但中南美洲、獨(dú)聯(lián)體、非洲等地區(qū)的蘭氫沒有行動(dòng);獨(dú)聯(lián)體、中東和非洲的“綠氫”也沒有行動(dòng)。
評(píng)論