解密三色氢

氢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。氢能作为一种二次能源，需要通过制氢技术进行“提取”。现有制氢技术大多依赖化石能源，无法避免碳排放。因此人们根据氢能生产来源和生产过程中的排放情况，将氢能分为灰氢、蓝氢、绿氢。

在浩瀚的宇宙中，有这样一种化学元素。其本身并不存在于自然界中，往往“依赖”化学化合物、碳水化合物以及碳氢化合物等物质的氧原子和碳原子上而存在，这便是氢。为了将氢从这些化合物中分离，让其“独立”，须借助能源的力量。

若要顺利实现这一过程，可通过诸如石油、煤炭等化石燃料的燃烧作用，制得氢气。但这一方式会产生严重的“副作用”，即携带大量的二氧化碳等温室气体。在工业界看来，这一氢能是比较“脏的”，因而将其称为“灰氢”。

总体来看，制取灰氢的所需设备、占用场地都较少，技术较为简单，生产成本较低。因此，灰氢很快便赢得了生产者的青睐，约占全球氢气产量的95％左右。

但在“双碳”目标背景下，灰氢的制取方式非常不集约，且无法抵消在制备过程中所产生的碳排放，是极不可取的，将来会逐渐减少这一氢能提取方式的应用。

那么，如何才能提取“干净的”氢能呢？

为了降低制氢过程中的碳排放量，工业界转而选择更为清洁的天然气等化石燃料，在此基础上增加碳捕捉和储存技术（C C S）进行碳捕捉，得到了较为清洁的氢能——“蓝氢”。这一提取方式，极大地提升了环境

效益。

蓝氢也并非最完美的氢能。相较于“灰氢”而言，“蓝氢”实现了“低排放”，确实可以满足全球大多数国家对碳排放量的限制要求，但其资源成本和C C S 技术支撑条件也相对高企。

当制氢的能源来自可再生能源时，氢能的边际环境影响几乎为零，也将成为理想的氢能来源和制备方法。

利用诸如太阳能、风能、核能等再生能源发电进行电解水制造的“绿氢”，其碳排放量可以实现净零。

21 世纪初，欧美就已开展了风电制氢相关技术及可行性研究。我国起步略晚，从2010 年起，逐步开展建设示范项目，并加速推进有关可再生能源电解制氢技术的探索。

但电解制氢所消耗的电量十分庞大，约占总生产成本的75%，成本之高令人望而却步。目前，并未实现大规模应用。

但在“碳中和”目标背景下，“绿氢”即将迎来春天。随着发电成本的降低、制氢设备制造成本的下降和技术水平的提高，以及近年来非水电类可再生能源呈现强劲的增长态势，使可再生能源电解制氢形成足够的竞争力。

根据国际能源署的预测，到2030 年碱性电解水制氢的投资成本将由目前的500-1400USD/ kW 降低至400-850U SD/ kW，降低幅度达到20% -40%，到2050 年降低幅度达到50%-60%。