氢能源为经济社会生长注入强劲动力
泉源：国家能源局网站
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宣布时间：2024-06-12
作为能源，，，，氢的优势十分突出。。。一是，，，，氢元素漫衍普遍，，，，约占宇宙物质总量的81.75%，，，，在地球水体中储量富厚；；；；二是，，，，氢气的燃烧热值高，，，，是汽油的3倍、酒精的3.9倍、焦炭的4.5倍；；；；三是，，，，氢气燃烧的产品只有一种——水。。。泉源富厚，，，，能量密度高，，，，清洁无污染，，，，集三重优势于一身，，，，在提倡绿色生长的今天，，，，氢能源的开发与使用受到亘古未有的重视。。。
近年来，，，，我国氢能手艺及工业快速生长：首列氢能源市域列车完成达速试跑，，，，海水直接制氢手艺在福建海试乐成，，，，《氢能工业生长中恒久妄想（2021—2035年）》《氢能工业标准系统建设指南（2023版）》等陆续推出……氢能作为清洁能源，，，，为经济社会生长注入强劲动力，，，，也成为深受关注的科技话题。。。
既是清洁能源，，，，也是“多彩”能源
氢元素并不即是氢能源。。。从人类使用氢能的广义角度来看，，，，太阳质量的72%是氢，，，，它几十亿年来通过一连一直的热核聚变，，，，把氢中的能量转换成光能，，，，源源一直地送达地球，，，，驱动地球上的物质循环与能量循环，，，，孕育了地球上的生命。。。而我们一样平常生爆发涯中用到的氢能，，，，主要是氢和氧举行化学反应释放出的化学能。。。
数百年来，，，，人类从未阻止对低能耗、低本钱氢能制取手艺的探索。。。由于地球上的氢元素只占地球总质量的0.76%，，，，其中氢单质，，，，也就是氢分子的赋存更是极其希罕，，，，以是人类无法像勘探开采石油和煤炭那样容易找到“氢矿”，，，，而要通过科技手段来制取氢气。。。19世纪后，，，，氢燃料动力火箭把人类带入漂亮的太空，，，，氢燃料电池手艺的泛起则让“氢—电”直接转换成为可能。。。直到今天，，，，科学家仍在起劲将地球上的太阳能、风能、海洋能等可再生能源，，，，再度转化为氢这一清洁、高密度的能源形式。。。
氢能是“多彩”的。。。凭证差别制取方法，，，，氢能可分为绿氢、灰氢、蓝氢、紫氢、金氢等。。。其中，，，，灰氢来自煤炭制氢、自然气制氢、工业副产氢气，，，，属于直接制氢，，，，本钱较低，，，，但需要消耗煤、自然气等化石能源，，，，会爆发大宗二氧化碳。。。现在，，，，灰氢产量约占全球氢气产量的九成以上。。。蓝氢则是在灰氢基础上，，，，将制备历程中排放的二氧化碳副产品捕获、使用和封存，，，，越发环保。。。紫氢是使用核能举行大规模电解水制氢。。。近年来，，，，地质学家还发明了金氢，，，，它由地下水与地下橄榄石（一种呈绿色的镁铁硅酸盐）等矿物相互作用，，，，使水被还原为氧气和氢气。。。在这一历程中，，，，氧气与矿物中的铁连系，，，，氢气则逃逸到周围的岩石中，，，，并使用地下矿石的石化历程一直再生氢气。。。金氢因其地质蕴藏勘探和开采难度极大，，，，现在尚未获得充分开发使用。。。
最为主要的绿氢，，，，是通过风能或太阳能等可再生清洁能源发电，，，，再使用这些清洁电能，，，，以电解水方法制取氢气。。。绿氢在制取历程中基本不爆发温室气体，，，，是现在氢能生长的主要趋势。。。放眼天下，，，，绿氢成为各国清洁能源转型的主要一环，，，，不少国家出台了相关政策，，，，勉励建设大规模绿氢供应链。。。2023年8月，，，，我国首个万吨级光伏发电直接制绿氢项目——新疆库车绿氢树模项目周全建成投产，，，，每年可生产2万吨绿氢，，，，镌汰二氧化碳排放约48.5万吨。。。
立异“开采”方法，，，，向海洋要氢
进入21世纪，，，，氢能应用场景越发普遍。。。从汽车到船舶，，，，从工厂抵家庭，，，，氢能泛起在社会生爆发涯各个方面，，，，不少大型都会最先兴建加氢站等基础设施，，，，氢能源手艺与工业获得大规模推广。。。中国作为氢能生产大国和使用大国，，，，有力推动氢能生长。。。在交通领域，，，，2022年我国氢能源汽车保有量首次突破万辆，，，，预计到2025年有望增至10万辆。。。
在兴旺的需求指导下，，，，绿氢制取的本钱大大降低。。。现在，，，，绿氢主要通过电解水来制取，，，，本钱的80%来自电解历程的能耗。。。凭证事情原理、温度以及所用电解池质料的差别，，，，电解水制氢可分为碱性电解水、质子交流膜电解水、高温固体氧化物电解水3类。。。碱性电解水手艺成熟度较高，，，，具有本钱优势，，，，是现有大规模绿氢工程项目的主要计划。。。质子交流膜电解水手艺效率高于碱性电解水，，，，系统集成简朴，，，，但需要使用贵金属铂、铱等作为催化剂，，，，现在装备本钱约为碱性电解水的3倍，，，，未来需通过新型催化剂的开发和膜电极制备手艺的生长提升性价比。。。高温固体氧化物电解水手艺，，，，则是在500—800摄氏度高温下，，，，将电能和热能转化为化学能（氢能），，，，氢气被高效地疏散出来，，，，被以为是理论效率最高的电解水制氢手艺。。。综合来看，，，，生长新型电解质质料、提高要害质料寿命、优化事情温度成为电解制氢手艺的生长偏向。。。
新的制取方法也在开发中。。。其中，，，，海水直接电解制氢手艺和海优势电手艺备受关注。。。未来绿氢的大规模生产，，，，与风能、太阳能等可再生能源相耦合是要害。。。特殊是在海优势电生长迅速，，，，海水资源颇为富厚（地球水资源总量的97%）的配景下，，，，使用海水直接电解制氢手艺和海优势电手艺向海洋要氢，，，，成为绿氢制取的主要偏向。。。这就像在大海上建起一座座“氢矿”，，，，产出的绿氢可直接通过海上油气管道等举行远距离运输，，，，提供了大宗氢能。。。
实现海水直接制氢的设想，，，，要迈过不少手艺门槛。。。电解海水制取氢有两种方法：一是淡化海水至纯水再制氢，，，，手艺重大、本钱高，，，，难以规模唬�；；唬�；；二是海水直接电解制氢，，，，难点在于海水因素重大，，，，对装备中的催化剂、电极、隔膜要求很高。。。经由恒久攻关，，，，我们实验用物理力学要领，，，，在一种透气不透水的“膜”作用下，，，，把海水里的水汽“抽”出来，，，，阻遏海水中的杂质离子，，，，从而使水汽成为电解制氢用的“纯水”，，，，向电解液补水。。。2022年11月，，，，这一效果揭晓在《自然》杂志，，，，后被科技部评为2022年中国科学十大希望之一。。。未来，，，，海水直接制氢有望开发氢能源手艺和工业化新赛道。。。
储用连系，，，，富重使用手段
解决了氢能的泉源和制取本钱问题，，，，就要思量怎样把氢能送达种种应用场景并立异氢能使用方法。。。贮存和运输，，，，始终是人类能源使用的手艺课题。。。氢气密度小、易燃烧，，，，因而储运本钱高，，，，保存清静危害，，，，恒久以来影响着氢能使用。。。为此，，，，科学家们正实验将氢转化为易储易运的氨或甲醇，，，，进而实现绿氢大规模应用。。。好比，，，，以经典的哈伯—博施工艺借助氮气及氢气制取氨气，，，，或使用新兴的电化学常压低能耗合成氨手艺，，，，实现“氢氨融合”，，，，富厚了化肥、工业等古板用氨行业及绿氨掺混发电、绿色船用燃料等下游新兴领域的能源供应。。。另外，，，，使用绿氢和二氧化碳合成绿色甲醇，，，，也能实现氢能整体的全周期近零排放。。。现在全球市场对绿色甲醇、绿氨、生物柴油等绿色清洁液体燃料需求重大，，，，相关工业总产能有待进一步提高，，，，绿色清洁液体燃料远景辽阔，，，，有望成为更具经济性的绿氢消纳使用新路径。。。
除了作为化工质料（如石油炼化、合成氨、合成甲醇）和工业工艺气体（如钢铁、半导体行业还原剂）等古板使用方法外，，，，绿氢还可以作为能源、燃料来使用。。。氢燃料电池是现在被普遍看好的氢能使用蹊径。。。氢燃料电池汽车具备零排放、零污染、无噪声、增补燃料快、续航能力强等优势。。。2022年北京冬奥会时代，，，，凌驾1000辆氢能源汽车投入使用，，，，并配备了30多个加氢站，，，，这是迄今为止氢燃料电池汽车在全球最大规模的集中树模运营。。。
在新手艺加持下，，，，氢能交通工具可以实现风、光、水到氢再到水的“无碳物质闭环”，，，，组成绿色生长的一次次清洁能量循环。。。好比氢能源市域列车，，，，以天天500公里里程计，，，，每年约莫可镌汰10余吨二氧化碳排放。。。未来，，，，氢能大巴、氢能重卡、氢动力船舶、氢动力无人机等都可能泛起，，，，氢能交通工具也有望与其他新能源交通工具一道，，，，修建城乡生长的运力网络。。。
展望未来，，，，在实现“双碳”目的的历程中，，，，氢能源将在交通、工业、修建、电力、国防、航空航天等领域施展更着述用。。。这需要科研事情者和一线企业配合起劲，，，，开发氢能制取、贮存、运输、使用等一系列新手艺。。。时不我待，，，，元素周期表上的第一个名字，，，，尚有许多神秘期待我们去探索发明。。。