遠(yuǎn)古時(shí)代的鉆木取火、農(nóng)耕時(shí)開(kāi)始使用的煤炭、電解水制氫工業(yè)時(shí)代大規(guī)模應(yīng)用的石油與天然氣,這些能源載體的變化體現(xiàn)了減碳加氫、碳?xì)浔冉档偷内厔?shì),將進(jìn)一步提速減碳的過(guò)程。氫氣作為零碳的能源載體,正在得到越來(lái)越多的關(guān)注。
氫利用的途徑主要是燃料電池移動(dòng)動(dòng)力、分布式電站、化工加氫,新興發(fā)展的氫燃料汽輪機(jī)、氫氣冶金等。氫能的利用需要從制氫開(kāi)始,由于氫氣在自然界極少以單質(zhì)形式存在,需要通過(guò)工業(yè)過(guò)程制取。氫氣的來(lái)源分為工業(yè)副產(chǎn)氫、化石燃料制氫、電解水制氫等途徑,差別在于原料的再生性、CO2排放、制氫成本。目前,世界上超過(guò) 95%的氫氣制取來(lái)源于化石燃料重整,生產(chǎn)過(guò)程必然排放 CO2;約 4%~5% 的氫氣來(lái)源于電解水,生產(chǎn)過(guò)程沒(méi)有 CO2排放。制氫過(guò)程按照碳排放強(qiáng)度分為灰氫(煤制氫)、藍(lán)氫(天然氣制氫)、綠氫(電解水制氫、可再生能源)。氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初衷是零碳或低碳排放,因此灰氫、藍(lán)氫將會(huì)逐漸被基于可再生能源的綠氫所替代,綠氫是未來(lái)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。
近年來(lái),可再生能源電解水制氫在國(guó)際上呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢(shì),許多國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始設(shè)定氫能在交通領(lǐng)域之外的工業(yè)、建筑、電力等行業(yè)發(fā)展目標(biāo),在政府規(guī)劃、應(yīng)用示范等方面都有積極表現(xiàn)。本文主要就制備綠氫的電解水制氫技術(shù)開(kāi)展分析和展望,研究綠色制氫與長(zhǎng)距離輸送的系統(tǒng)解決方案,為我國(guó)能源換代發(fā)展提供思路參考。