氫氣生產 |了解低碳氫生產及不同的制氫工藝

全球正在尋找減緩地球變暖和降低依賴化石燃料的方法，而氫能是非常有前景的方式之一。生產低碳氫有多種方式，低碳氫可以通過液體或氣體形態輸送到用氫用戶。但必須注意：氫并非能源本身，而是能量載體。因此，制氫過程實現低碳化或零排放是以氫減少碳排放的前提。

氫氣生產 - 綠氫、藍氫、灰氫等等

不同工藝的制氫方式可以生產出綠氫、藍氫和灰氫（有時氫氣的顏色還包括綠松石色、黃色和粉紅色）。

綠氫 - 可再生能源和零排放

綠氫是通過電解水來產生氫氣。這個過程中僅生成氫氣和氧氣。氧氣可以作為副產品安全地釋放到大氣中。就生產綠氫而言，電解需要通過風能和太陽能等可再生能源產生電能。除了電解，綠氫還可以通過生物甲烷的蒸汽轉化和生物質原料的熱解生產。綠氫是最清潔的氫氣生產方式，二氧化碳排放量最低（接近于零）。

藍氫 - 蒸汽轉化和碳捕獲與儲存

通過將天然氣裂解成氫氣和二氧化碳來生產藍氫，例如，采用甲烷蒸汽轉化（SMR）法來生產藍氫。二氧化碳并未在這個過程中釋放到大氣中，而是通過捕獲進行儲存。這種碳捕獲和儲存（CCS）過程減輕了對環境的不良影響。

灰氫 - 通過化石燃料生產

灰氫的生產類似于通過煤炭或天然氣等化石燃料生產的藍氫。但在此過程中二氧化碳釋放到大氣中，這種技術的環境安全性因而有所降低。

其他氫氣生產方式 - 綠松石氫、黃氫和粉氫

值得注意的是，還有些其他制氫工藝。

綠松石氫通過甲烷的熱解產生，甲烷在反應器中裂解成固體碳和氫氣。這個過程不會產生二氧化碳，如果利用可再生能源為反應器提供動力，那么可以認為是碳中和排放。
黃氫的生產與綠氫的生產頗為類似，所需能源全部來自太陽能。
粉氫也通過電解制得，動力來自核能。

低碳氫生產的挑戰和機遇

氫能市場仍處于早期階段，但隨著政府建立經濟框架，氫能市場發展勢頭良好。尤其是煉鋼和玻璃制造等重工業正面臨著去碳化壓力，除了從化石燃料轉向氫能等動力解決方案外，沒有太多的替代方案。

生產綠氫和低碳氫是未來目標

未來幾年將是應對氣候變化的決定性時期。轉向生產綠氫和低碳氫，這有助于重型運輸和工業領域實現去碳化目標。在此過程中，我們將經歷類似于電動車領域的種種挑戰。我們需要配備基礎設施用于生產和提供足夠量的氫，同時也需要氫能這種能源載體的需求達到一定的規模。

在此階段，灰氫和藍氫將發揮重要的過渡作用，避免氫氣供應短缺，也無需等待可再生能源工廠的建成。

氫能的經濟效益是成功的關鍵

有眾多影響低碳氫的經濟效率因素；以下為最重要的幾個因素：

主要能源載體的成本（例如，來自可再生能源的電力、天然氣）
基礎設施成本
組件成本
運營成本

前兩者（即能源和氫能基礎設施成本）取決于政策制定者，如果政府抬高碳排的價格，并對電力轉X解決方案提供更多補貼，就可以大大提高氫能技術的競爭力。歐洲、亞洲和北美的許多政府已經制定了氫能戰略（點擊這里閱讀更多來自LBST的WEC-報告內容）。在今后的幾年中，制氫更具經濟效益，可用綠氫也會有所增加。

制氫設備的組件和運營成本將隨著需求的提升而有所降低。早期投資這一領域的公司將從不斷增長的全球需求中受益。但法規、規范和標準（RCS）的缺失也意味著市場存在不確定性。TÜV南德提供各種服務，幫助客戶降低風險，確保這一復雜市場的安全性和合規性。我們是RCS委員會和組織的成員，助力客戶盡早獲悉最新RCS的變化動態。

氫氣生產商和用戶 - 區域差異

不同的地區的潛力也不盡相同。工業化國家（如德國、日本和荷蘭）從其他國家進口氫，這些國家具備可再生能源生產的有利環境因素。

西班牙、澳大利亞和智利這些擁有大量風能和太陽能的國家，將生產大量的綠氫，并可出口過剩氫能。

小規模區域項目也在全國范圍內紛紛涌現。例如，德國開展了若干集群的小型電解水制氫項目。此外，配備可再生能源的城市正在建設自身的基礎設施，以實現公共交通等領域的去碳化，吸引綠氫制造企業入駐。