氢能报告：探索中英氢能合作机遇（56页）

行业报告下载 2022年07月07日 06:48 管理员

氢（H2）是宇宙中最常见的元素。氢无处不在，其可与氧结合形成水分子（H2O）亦或与碳和其他元素结合形成生物体内的复杂有机分子。氢元素基本不会以氢气（在室温下是气体）形式存在于自然界。氢气在氧气中迅速燃烧，释放能量并生成一种副产品——水。 1923年，英国生物学家J.B.S. Haldane首次提出建立由氢能驱动的能源系统，他预见到煤炭资源终将枯竭，因此提出开发风电制氢技术。该设想常被提议用于解决化石燃料相关问题，尤其是在美国和日本。然而，迄今为止，该设想仅停留在试点规划和概念测试层面。但是未来，这种情况将会发生改变。社会和政府积极采取行动，减缓气候变化，践行净零排放承诺；行业参与者准备与可以推动技术创新的学术机构合作以扩大业务规模；银行和投资者准备提供必要的资金支持。在能源转型过程中，低碳氢必将发挥重要作用，但是如何发挥作用以及在何处发挥作用仍然有待讨论。哥伦比亚大学全球能源政策中心资深研究学者Julio Friedman认为氢能具有多功能性，因此其将氢能称为“助力脱碳的瑞士军刀”。彭博新能源财经创始人Michael Liebreich 表示：“氢能将在所有领域成功应用，但这并非易事。

氢能不仅需要突破现有技术限制，还必须与其他零碳技术竞争。”部署氢能之前，电力可以助力完成大量工作。Liebreich对Heineken的评价令人印象深刻：“氢能可以推动电力无法触及的能源系统实现脱碳。”其中，灰氢的生产成本最低，但碳排放量最高；绿氢的生产成本最高，但碳排量放最低。氢能行业能否获得成功主要取决于向绿氢和蓝氢生产方式转变的经济可行性，而这将受到可再生能源成本、基础设施建设和维护成本以及资本成本等因素的推动——上述成本将随氢能部署规模的扩大而降低。此外，氢能还可以分为黑氢（由煤制成）、粉氢（核能电解）、蓝绿氢（甲烷热裂解）和白氢（自然产生）。目前，业内对于各色氢能发展的可行性、经济效益、投资规划和里程碑目标正在进行激烈讨论。绿氢主要通过位于可再生能源（海上/陆上风能、太阳能、潮汐能等）设施附近的电解槽制成。蓝氢是在工业场所使用CCS技术制成。无论是低碳还是零碳排放，碳排放处理都是制氢过程中成本最高的环节。氢可与其他化学物质结合，变成适合储存的形式，例如氨、金属氢化物或溶于甲苯中。储存氢气作为能源载体的一大优势在于其可长时间储存能源，并且最大限度减少损耗或泄漏（与电池不同，电池可能会耗尽电能）。目前最有效的储氢方式是压缩气体容器储氢或（针对大量氢气）地下盐穴储氢。然而，储氢过程非常复杂，需要在高压（350-700个大气压）或低温（-253℃）条件下进行。氢气极度活泼，可以脆化铁等金属，并且容易泄漏。