灰氢、蓝氢和绿氢
发布日期:2019-04-03    来源:中国高科技行业门户-热点聚焦    



绿色氢气可以通过使用可再生电力或核能来生产,但依赖可再生能源发电成本的大幅下降;蓝色氢气可以由煤或天然气等化石燃料制得,并将二氧化碳副产品捕获、利用和封存(CCUS),从而实现碳中和;灰色氢气可以由以焦炉煤气、氯碱尾气为代表的工业副产气制取,可利用规模偏小仅适合市场启蒙阶段使用。

 

氢是宇宙中最为丰富的元素。作为能源,氢有两个极具竞争力的特征:高能量密度,单位质量的热值约是煤炭的4倍,汽油的3.1倍,天然气的2.6倍;可存储且无碳,相比电力可以实现跨时间及地域的灵活运用。因此,在全球能源转型过程中,氢是最佳的碳中和能源载体。氢气可广泛从水、化石燃料等含氢物质中制取,但能够提供全程无碳的技术路线是有限的。

 

绿色氢气可以通过使用可再生电力或核能来生产,但依赖可再生能源发电成本的大幅下降;蓝色氢气可以由煤或天然气等化石燃料制得,并将二氧化碳副产品捕获、利用和封存(CCUS),从而实现碳中和;灰色氢气可以由以焦炉煤气、氯碱尾气为代表的工业副产气制取,可利用规模偏小仅适合市场启蒙阶段使用。

 

 

目前,工业中产生的氢气主要还是碳基(灰氢)。随着时间的推移,制氢面临的挑战将是实现无碳或碳中性(绿色或蓝色氢)的技术来替代,其仍处于技术成熟的早期阶段,面临技术曲线的“死亡之谷”区间——已经过技术验证,正在实施小规模的试验,亟需这些技术以更大的规模推广应用,这样才有助于降低生产成本,并产生经济效益。

 

 

不久前,世界能源理事会发布的《氢能—工业催化剂(加速世界经济在2030年前实现低碳目标)》认为:蓝色氢可以减少排放,推动建立氢能经济。

 

“通过捕获和储存制造过程中排放的二氧化碳而获得的蓝色氢气,提供了一种更快地减少排放的方法。我们的模型研究表明,带有CCUS的化石能源制氢已接近商业应用水平。如果碳交易(ETS)价格上涨到30欧元/吨左右,并且可以建成适当的运输和储存设施,蓝色氢气可能在未来几年而不是几十年内成为一种可行的选择。”

 

 

“到2050年实现无碳经济很可能需要以氢为基础的技术,工业应用是启动氢经济的“主战场”。使用CCUS使基于化石能源制氢过程碳中性,可以及时和低成本地显著减少工业碳排放。

 

更为重要的是,蓝氢有助于为绿色氢经济做好准备。如果从灰色到蓝色的过渡允许生产和使用更多的氢,那么可以建立工业氢经济的关键基础设施和供应链,如开发氢运输网络(管道,港口,船舶等)。氢能将沿着从灰色到蓝色再到绿色的路径,成为发挥碳中性分子作用最富成效的技术方案。”

 

 

“蓝色氢气不是绿色氢气的替代品,而是一种必要的技术过渡,可以加速社会向绿色氢气的过渡。

 

然而,为了使蓝色氢气生产变得切合实际,政府必须起草氢能发展战略,明确其社会可接受性,制定运输和储存价格体系,并在必要的时候将其纳入支持低碳技术发展的财政计划。”

 

 

目前,全球碳捕捉与封存量仅相当于全部排放量的0.1%,全部18个项目分布在6个国家总容量约3200万吨。

 

其中,美国超过2000万吨。国际能源署预计,要实现全球控温2度目标,需要封存至少1000亿吨二氧化碳(累积到2060年),约17%的减排来自碳捕捉封存技术。

 

本文作者:氢能首席观察员

来源:拉瓦锡1787

 


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