绿氢，能源转型中的关键角色

2022年初，国家发展改革委和国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》，首次将氢定义为一种绿色低碳的二次能源。氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，对构建清洁低碳安全高效的能源体系、实现碳达峰碳中和目标，具有重要意义。

虽然氢能是清洁的可再生能源，在释放能量的过程中没有碳排放，但目前生产氢能的过程却并不是百分之百“零碳”。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，而氢能作为一种二次能源，需要通过制氢技术进行提取。目前，现有制氢技术大多依赖化石能源，无法避免碳排放。而根据氢能生产来源和生产过程中的排放情况，人们又将氢能分别冠以灰氢、蓝氢、绿氢之称。从天然气或煤炭中提取的氢被称为“灰氢”，提取过程每年排放8.3亿吨二氧化碳；把二氧化碳通过捕集、埋存、利用，从而避免大量排放的氢，被称为“蓝氢”。所谓绿氢，则是指利用可再生能源分解水得到的氢气，其燃烧时只产生水，从源头上实现了二氧化碳零排放，是纯正的绿色新能源。

目前，稳定、快速、大批量制取绿氢的技术路线主要为电解水，具体可以分为碱性电解水、质子交换膜电解水和固体氧化物电解水三类。碱性电解水是当前的主流技术，需要保证两个电极的压力均衡，以防止氢氧混合产生危险，存在难以与具有快速波动特性的可再生能源发电配合的缺点；质子交换膜电解槽在运行中具有更好的灵活性和反应性，但需要铂和铱等贵金属，未来需进一步降低贵金属使用量或发掘成本低廉的催化剂；固体氧化物电解水制氢技术具有更高的理论效率，但仍处于实验室验证阶段，未来的发展潜力较大。

如果以相同的能源当量对比价格较高的天然气，氢能已具备成本优势。相关人员表示，氢能成本80%是电动的成本，也就是电解水制氢过程中的电力成本。另外20%的成本是电解氢的装备折旧的费用。

针对绿氢产业未来发展方向，中国科学院院士欧阳明高认为，“我们现在正经历第三次能源革命。在这次能源革命中，氢和电一样，是最重要的能源载体，也是实现'碳达峰'和'碳中和'的能源主体，要从技术和产业两个角度，做好长远规划，推动绿氢的发展。”

中国科协科普部

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