绿氢：纯正的零碳新能源

绿氢：纯正的零碳新能源本站　　根据预测，2030年中国氢气年需求将达到3715万吨，2060年碳中和氢气年需求将达到1.3亿吨，其中可再生能源制氢（绿氢）规模预计达到1亿吨

　　根据预测，2030年中国氢气年需求将达到3715万吨，2060年碳中和氢气年需求将达到1.3亿吨，其中可再生能源制氢（绿氢）规模预计达到1亿吨。

　　与东京奥运会只使用氢燃料的部分火炬相比，北京冬奥会用氢燃料取代了所有的火炬燃料，而北京冬奥会投入的氢燃料车辆数量约为东京奥运会的两倍。2月4日晚，在北京2022年冬奥会张家口赛区，由中国石油自主研发的绿氢也点燃了太子城的火炬平台。这是本届冬奥会唯一由绿氢点燃的火炬平台，也是近百年冬奥会历史上第一个以绿氢为燃料的火炬。

　　所谓绿氢，是指利用可再生能源分解水获得的氢气，燃烧时只产生水，从源头上实现二氧化碳零排放。它是一种纯正的绿色新能源，在全球能源转型中发挥着重要作用。

　　专家解释说，虽然氢能是一种清洁的可再生能源，在释放能量的过程中没有碳排放，但氢能的生产过程并不是100%“零碳”。

　　氢在地球上主要以化合物的形式存在于水和化石燃料中，氢作为一种二次能源，需要通过制氢技术提取。目前，现有的制氢技术大多依赖化石能源，无法避免碳排放。根据氢能的来源和生产过程中的排放，人们称氢能为灰氢、蓝氢和绿氢。

　　灰氢是化石燃料燃烧产生的氢气，在生产过程中会排放二氧化碳。目前，市场上的氢气大多是灰氢，约占全球氢气产量的95%。

　　蓝氢可以由煤或天然气等化石燃料制成。在制备蓝氢的过程中，可以捕获、利用和封存二氧化碳副产品（CCUS)，实现碳中和。虽然天然气也是化石燃料，在生产蓝氢时也会产生温室气体，但由于CCUS等先进技术的使用，温室气体被捕获，减少了对地球环境的影响，实现了低排放生产。

　　“绿氢是发展氢能的初衷。”国际氢能学会、清华大学教授毛曾强曾强调，氢能的发展是为了能源的“去碳化”。只有通过无碳能源生产“绿氢”，才能实现这一目标。

　　可以看出，虽然所有的颜色氢都将在未来发挥作用，但归根结底，绿氢是最可持续和真正无碳的，因此它正成为全球氢能发展的焦点。

　　数据显示，截至2020年底，全球绿氢项目约70个，其中吉瓦（GW）级项目已超过20个。去年，欧洲还提出了2024年6GW建设和2030年近40GW电解绿氢产能建设的发展目标。

　　国际投资银行高盛全球投资研究部最近发布的报告《清洁氢》认为，清洁氢是实现全球净零排放路径和各国能源结构的关键支柱。依靠清洁氢路径，全球温室气体排放量可减少15%（二氧化碳排放量的20%）。报告称，全球30多个国家推出了氢战略和路线年，清洁氢的装机容量将比2020年增加400多倍，绿氢的年均增长率将提高50倍。

　　2020年1月，世界上第一个规模化太阳燃料合成示范项目在兰州新区成功试车。该项目的关键技术之一是中国科学院院士、中国科技大学化学与材料科学学院院长李灿团队开发的高效、低成本、长寿命的规模化电催化分解水制氢技术。今年10月，世界上第一套“液态阳光加氢站”一体化装置示范成功。2021年底，中国首个万吨级光伏绿氢示范工程在新疆库车正式启动。

　　2020年12月21日，中国发布了《新时代的中国能源发展》，提出加快发展绿氢生产、储存、使用等氢能产业链技术装备，促进氢燃料电池技术链、氢燃料电池汽车产业链发展，支持多场景储能应用，努力促进储能和可再生能源的互补发展。

　　中国科学院院士、中国石油深圳新能源研究院院长邹才能介绍，早在2012年，中国石油勘探开发研究院（以下简称中国石油勘探院）就率先成立了纳米技术研发团队，“在金旭博士的带领下，该团队提前开展了新能源材料与技术的研发。2017年，他们开始关注电解水和光解水两条技术路线。经过五年的研发和储备，他们已经初步有了产业化的基础。”2020年，该单位成立了20多人氢能技术研发团队，专业从事绿氢制备、高效储运和特色场景应用。

　　中国石油勘探院新能源中心相关负责人表示，中国石油勘探院将继续加强对绿氢基础研究的支持，重点关注电解水制氢、光解水制氢、固体储氢和固体氧化物燃料电池，引导绿氢业务有序发展；制定绿氢项目发展规划，继续开发光电催化剂、电解槽、固体金属储氢等产品，提高光电催化、转化效率，降低设备造价成本；形成一系列标准，促进绿氢的大规模发展。

　　“我们努力尽快在油田建立光伏电解水制氢工业化示范项目，加强氢能全产业链布局规划，结合自主研发技术，探索‘产、学、研’模式，开展示范应用，形成中国石油自主知识产权完整的氢能技术体系。”上述负责人说。

　　对于中石油勘探院来说，点燃北京冬奥会唯一的绿氢火炬只是开始，中国绿氢产业的发展还处于起步阶段。

　　清华大学核能与新能源技术研究院氢燃料电池实验室主任王诚在接受媒体采访时指出，为了进一步促进绿氢的发展和应用，应努力改进相关技术、制定标准和政策。

　　在技术方面，王诚认为，要推进碱性电解槽规模化制氢示范应用，进一步提高其实用性，研发SPE/SOEC等新型电解水制氢技术，解决电解水制氢系统柔性耦合间歇、波动可再生能源的工程技术问题，并大力开发光催化分解制氢、热化学法制氢、生物制氢、核能制氢等新型制氢技术。

　　为了真正实现规模化、商业化发展，高成本仍是电解水制氢技术发展面临的主要挑战。据了解，电解水制氢的成本是天然气使用的蒸汽重整制氢和工业副产气纯化制氢的2-3倍。

　　因此，为了促进可再生能源制氢的发展，中国仍需探索一条切实可行的降低成本的途径。目前，广东、四川等地已出台相关政策，支持可再生能源制氢项目优惠电价政策。

　　在标准方面，去年年初，中国氢能联盟提出《低碳氢、清洁氢与可再生能源氢的标准和评价》正式发布实施，该标准基于欧洲天然气制氢工艺为基础推行的绿色氢认证项目，建立低碳氢、清洁氢和可再生氢量化标准及评价体系，引导高碳排放制氢工艺向绿色制氢工艺转变。