氫的顏色有什么意義

顏色表示氫的出身。

最常用的制氫方法是電解。

當(dāng)供電解用的電來(lái)自于像風(fēng)、水或太陽(yáng)能這樣的可再生能源時(shí)，得到的就是綠氫。

理論上，以綠電制氫成本最低的地區(qū)是中國(guó)西部、南美西部，其次是中東地區(qū)，澳大利亞并非最佳選擇。

綠氫面臨著諸多障礙,限制其在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮全部作用。

1.生產(chǎn)成本高。由于可再生能源發(fā)電成本高，綠電生產(chǎn)綠氫的價(jià)格比灰氫高兩到三倍。此外,在終端用途使用綠氫的技術(shù)成本也很高，使用燃料電池和氫氣罐的汽車比化石燃料汽車的成本高至少1.5到2倍。

2.缺少專用基礎(chǔ)設(shè)施。氫氣的生產(chǎn)地點(diǎn)被限制在距離使用地點(diǎn)很近的范圍內(nèi)。在世界范圍內(nèi),目前只有大約5000公里的氫氣輸送管道,而天然氣的輸送管道超過(guò)300萬(wàn)公里。世界范圍內(nèi)建設(shè)了470個(gè)加氫站,而美國(guó)和歐盟地區(qū)有20多萬(wàn)個(gè)汽油和柴油加油站。天然氣基礎(chǔ)設(shè)施可以改用為氫能設(shè)施,但不是世界上所有地區(qū)都已建設(shè)天然氣基礎(chǔ)設(shè)施。

3.能量損失。綠氫價(jià)值鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生大量的能量損失。通過(guò)電解技術(shù)生產(chǎn)氫氣,約有30-35%的能量損失。此外,氫轉(zhuǎn)化為其他載體(如氨)的過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生13-25%的能量損失,而且氫氣運(yùn)輸也需要輸入其他能源,一般相當(dāng)于氫能自身能量的10-12%。燃料電池使用氫能會(huì)額外導(dǎo)致40-50%的能量損失。

4.缺乏對(duì)綠氫價(jià)值的認(rèn)識(shí)。目前還沒(méi)有建立綠氫市場(chǎng)，沒(méi)有生產(chǎn)出綠色鋼鐵和綠色航運(yùn)燃料,而且基本上也沒(méi)有評(píng)估綠氫帶來(lái)的溫室氣體減排價(jià)值。氫能甚至都沒(méi)有計(jì)入官方終端能源消耗總量的能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),國(guó)際上也沒(méi)有公認(rèn)的方法來(lái)區(qū)分綠色和灰氫。同時(shí),由于缺少促進(jìn)綠色產(chǎn)品應(yīng)用的目標(biāo)或激勵(lì)措施,也限制了綠氫的下游應(yīng)用。因此,綠氫的需求受到限制。

通過(guò)核電站驅(qū)動(dòng)的電解氫被稱為粉氫，雖然核電不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳排放，但是核電廢棄物有很強(qiáng)的放射性。

通過(guò)國(guó)家電網(wǎng)供電電解產(chǎn)生的氫是黃氫。因?yàn)楦鲊?guó)發(fā)電能源結(jié)構(gòu)不同，但多數(shù)國(guó)家仍有火電，存在碳排放，很多國(guó)家也有核電。

藍(lán)氫是從天然氣中制備的氫氣，采用蒸汽甲烷轉(zhuǎn)化工藝，或?qū)⑻烊粴馔瑹嵴羝�以及催化劑混合，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和一氧化碳。在混合物中加入水，將一氧化碳轉(zhuǎn)換成二氧化碳以及更多的氫氣。如果捕捉二氧化碳排放物并且儲(chǔ)存在地下，該流程就被認(rèn)為是碳中和或是零碳，這樣產(chǎn)生的氫氣叫做“藍(lán)氫”。

雖然石油CCS（碳捕集）技術(shù)可以減少氫氣制備中的碳排放,但目前還不能完全消除。CCS捕集率預(yù)計(jì)最多可達(dá)85-95%,意味著依然會(huì)有5-15%的二氧化碳排放。而且,目前CCS技術(shù)還未達(dá)到那么高的捕集率。在開采、運(yùn)輸、制備過(guò)程中還存在甲烷泄漏,甲烷每分子溫室效應(yīng)比二氧化碳高很多。一噸甲烷等同于28到36噸的二氧化碳。這表明雖然藍(lán)氫能可以減少二氧化碳排放,但它不能滿足未來(lái)凈零排放的要求。因此,藍(lán)氫能只能作為加速綠氫推廣、實(shí)現(xiàn)凈零排放道路上的一種短期過(guò)渡選擇。

氫也面臨著社會(huì)接受度的問(wèn)題,因?yàn)槎�氧化碳運(yùn)輸和儲(chǔ)存會(huì)增加整體成本,并且需要對(duì)儲(chǔ)存的二氧化碳進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

褐煤是發(fā)育不完全的煤，處于煙煤和泥炭之間狀態(tài)，熱值較低，含有較多的水分，會(huì)增加運(yùn)輸和儲(chǔ)存成本，容易自燃，因此一般會(huì)在褐煤礦附近建設(shè)發(fā)電廠，但褐煤電廠的污染物排放量要比消耗普通煤的電廠大，因?yàn)楹置菏嵌�氧化碳排放量最高的一種化石燃料，默克爾時(shí)代，德國(guó)政府與多家電力企業(yè)達(dá)成協(xié)議，將在2020年之前逐步淘汰污染最嚴(yán)重的褐煤發(fā)電設(shè)施，但是種種原因進(jìn)展困難。

褐煤含揮發(fā)分較高，因此比較容易進(jìn)行液化或氣化，但褐煤制氫的碳排放量是天然氣的兩倍。

還有一種藍(lán)綠氫，是高溫分解甲烷，將甲烷輸送至無(wú)氧反應(yīng)器加熱到2000攝氏度的高溫，發(fā)生裂解，生成氫氣和炭黑。炭黑有光伏的用途，有67%的炭黑被用來(lái)制造輪胎，24%用來(lái)制造橡膠管、輸送帶等橡膠制品，其余9%則用于油墨、染料、油漆等產(chǎn)品。因此，藍(lán)綠氫相當(dāng)于把碳變?yōu)楫a(chǎn)品，不需要封存，還能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，整體降低制氫成本。

藍(lán)綠氫的碳排放與綠氫相當(dāng)，耗電量只有綠氫的三分之一，未來(lái)隨著工藝的進(jìn)步，還可以降低到七分之一。

普華永道思略特《氫能源行業(yè)前景分析與洞察》指出：氫氣的應(yīng)用并不是新生事物。目前，氫氣的年產(chǎn)量為7000萬(wàn)噸，市場(chǎng)規(guī)模約為千億美元。亞洲是最大市場(chǎng)（48%），美洲（22%）和歐洲（18%）緊隨其后，而工業(yè)企業(yè)則是最大的使用群體，八成以上的需求來(lái)自煉化和化工行業(yè)。煉油廠使用氫氣來(lái)降低柴油中的硫含量，全球范圍內(nèi)較高的柴油消耗量，加之更嚴(yán)格的硫含量法規(guī)要求，一直維系著市場(chǎng)對(duì)氫氣的需求。