数百年以来人类一直都在进行制氢。如今每年生产的氢超过1亿吨-足以在压力环境下填充5亿多个奥林匹克游泳池。
如今的氢95%以上是由化石燃料生产的,每生产1公斤氢都会排放接近10公斤CO2,那么问题来了,为什么氢气还是被认为是化石燃料的清洁替代品呢?
本文重点介绍氢气供应端:
2.绿色:电解槽的承诺
3.绿氢成本-为什么风能和太阳可以改变进程
4.绿氢成本:碳税将有利于绿氢,但不会主动进行
氢气彩虹
有许多不同颜色的氢。您可能遇到过蓝氢、绿氢、绿松石氢、灰氢,甚至可能是金氢及其它颜色的氢。如果您感到很迷糊,放心吧,您不是一个人。
不同的颜色表示对不同技术类型生产的氢进行分类。氢气的生产已进行了几个世纪,但氢气对我们如今的世界变得至关重要。没有了它,我们大多数人的餐桌上就没了任何食物,氢是生产肥料的重要组成部分。
一直以来都在用化石燃料生产氢气。如今大部分的氢是灰氢,它是通过蒸汽甲烷重整SMR的过程或是煤气化天然气来生产的。煤气化生产的氢被称为棕氢或是黑氢,因为该过程利用的是烟煤(黑色煤)或是褐煤(棕色煤)。
现已出现许多技术可在没有排放或是有很少排放的情况下生产氢气。这就包括了蓝氢、绿氢和绿松石氢。
蓝氢——权宜之计
蓝氢意味着利用碳捕捉和存储技术CCS技术改造现有工厂。这可通过在现有工厂的基础设施上进行适度投资完成。CCS技术增加了每公斤氢0.2美元的成本。
蓝氢所面临的一个主要问题是如何处理捕捉的CO2。有许多地区不合适CO2的封存。此外,虽然CO2高捕捉率(90%-95%)是可能的,但高流通量会降低CO2的捕捉率。尽管如此,世界上仍有些主要的蓝氢项目,包括澳大利亚利用煤气化生产的蓝氢出口到日本的项目。因蓝氢只会带来部分温室气体排放减少,所以我们认为蓝氢只是一种临时解决方案,以减少现有的SMR设施的碳排放影响。
绿松石氢-廉价的天然气制氢
绿松石氢是一种相对较新的制氢工艺,它利用甲烷热解生产氢气。甲烷或是天然气是容易获得的。该过程的副产物不是CO2而是炭黑。和CO2不同,炭黑是一种固体产品,因此更容易捕捉、利用或是存储。炭黑可用于生产轮胎橡胶及其它产品,具有转售价值,而不是纯粹的废品。
虽然该生产过程不会排放任何温室气体,但其上游存在排放风险。在生产过程中甲烷泄漏会带来明显的生命周期排放。只要这一点可得到管理(我们知道如何做到这点,已由Project Canary等公司验证)绿松石氢在短期内可以是以具有经济效益生产清洁氢的有力竞争技术。