遇上“碳中和”，氢能发展风口已至！

　　能源是国民经济和社会发展的基础，清洁能源的开发利用是实现持续发展的重要方式。如今，氢能正逐步成为全球低碳发展的重要能源载体之一，世界主要大国都在制订氢能产业发展计划、投入巨额资金，积极推动先进氢能技术研发和产业化，抢占国际氢能产业竞争领域的制高点。那么氢能技术发展现状如何呢？
 

　　氢气的制取路线
 

　　目前来看氢气的制取主要有三种主流的技术路线：以煤炭、石油、天然气为代表的化石能源重整制氢(灰氢)，以焦炉煤气、 氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产物提纯制氢(蓝氢)；以电解水制氢为代表的可再生能源制氢(绿氢)。
 

　　不同制氢路线的特点
 

　　传统制氢工业中以煤、天然气等化石燃料为原料。制氢过程中会排放出大量的二氧化碳，此外采用这种方法制得的氢气中含有硫、磷等杂质会腐蚀燃料电池的系统组件，因此对于提纯技术有有较高的要求；焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢的等工业副产氢能够避免尾气中的氢气浪费，实现氢气的高效利用，但因其分散制氢的特点，长远看无法作为大规模集中化的氢能供应来源；电解水制氢纯度等级高，杂质气体少，易与可再生能源结合，被认为是未来最有发展潜力的绿色氢能供应方式。
 

　　目前国内电解水制氢主要有碱性电解，质子交换膜(PEM)电解和固体氧化物(SOEC)电解三条技术路线：
 

　　(1)碱性电解技术已实现大规模工业应用，国内关键设备主要性能指标接近国际先进水平，设备成本较低，单槽电 解制氢产量较大，适用于电网电解制氢。
 

　　(2)PEM 电解技术在技术成熟度、装置规模、使用寿命、经济性等方面与国际先进水平差距较大，在国外已有通 过多模块集成实现百兆瓦级 PEM 电解水制氢系统应用的项目案例。PEM 电解技术运行灵活性，反应效率较高，能 够以最低功率保持待机模式，因此与波动性和随机性较大的风电和光伏具有良好的匹配性。
 

　　(3)SOEC 电解技术的电耗低于碱性和 PEM 电解技术，但尚未广泛商业化，国内仅在实验室规模上完成验证示范。 由于 SOEC 电解水制氢需要高温环境，其较为适合产生高温、高压蒸汽的光热发电等系统。
 

　　除了制氢外，氢能的储运对于氢能行业的发展也起着重要作用。在氢气的储存方面，低温液态储氢在国内主要应用于航空领域，民用领域有待进一步推广。液氨/甲醇储氢和吸附储氢在国内尚处于实验室阶段，目前民用领域采用较多的是高压气态储氢方式，这种方式存在储氢密度低、压缩能耗高，储氢罐材料成本较高等问题。
 

　　氢的加注
 

　　在氢能行业发展的过程中，氢的加注是一个重要的环节。随着政策补贴的落实和规模效用的显现，我国加氢站的渗透率不断提升。但目前，我国加氢站仍面临着建造成本过高的难题。据统计一座日加氢能力500公斤，加注压力为35 MPa 的加氢站投资成本达 1200 万元(不含土地费用)，约相当于传统加油站的3倍。
 

　　氢能的应用场景十分广阔，氢能源汽车在北京冬奥会上的示范应用对于氢燃料电池汽车而言是一次很好的试验，有利于产品技术的改进。随着双碳目标的不断推进，氢能将会在未来的能源结构中占据重要的席位。
 

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