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从2020年9月22日起，碳达峰、碳中和成了国内的热门话题；氢能产业、氢经济等概念、报告、研讨会、报告会等概念，让人应接不暇。为什么碳中和能带动氢能产业热，为什么提氢占燃料比例而不是能源结构中的比例，现有的制氢技术路线有哪些特点，未来的发展方向是什么？
一般来说，氢和柴油、汽油等能源类型的性质相似，主要有两个原因。第一，它们都属于二次能源。二次能源是从一次能源转化而来的，如柴油、汽油都是用石油炼出来的，而煤、薪柴等初级能源无需加工即可直接使用。氢气可由煤、天然气等传统能源转化而来，或由工业副产品，如生物质，以及电解水制取。其次，柴油、汽油和氢气都是“能量”物质，有些人称其为“含能体”能源；这类能源品种的最大特性，既可用作燃料，又可与汽车、轮船、飞机等移动性很强的现代交通工具直接使用。
尽管氢和电力都是二次能源，但其性质却有所不同。尽管城市有轨电车，但在现有技术经济条件下，电力并不能直接用于移动的现代交通工具，因此又称“过程性能源”，交通工具如高铁、地铁可直接使用，即使电池功率不大，还可通过蓄电池等电源与人或车辆一起移动。电力可直接由煤、油、气、太阳能、风能、水力、潮汐能、地热、核燃料等一次能源生产，其主要特点是，生产与消费基本同步。这就是说，发出的电就要用电，不用的话就会浪费，所以才有弃风(电)与弃光(电)一说。
氢气经济并非新话题，早在70年代就被提出。由于油价上涨，各个国家开始考虑开源节流的能源问题，氢能就是开放源代码的产物，节能也是发端于那个时候。
随着化石燃料消费的不断增长，资源储量也在不断减少，不少学者认为，「终将耗尽」，因此，寻求一种不依赖矿物燃料、储量丰富的新型「含能」物质成为当务之急。因此氢能源应运而生。这就是说，氢气产生于常规能源危机之后，人们对其有了期望。由于全球气候变化的影响，氢气在能源转换中的潜力再次引起人们的重视。利用可再生能源制取氢气、以储氢物质存储、与氢燃料电池共同产生“净零排放”氢能系统；氢气不仅具有可持续性，而且成为除可再生能源外“深度脱碳”的重要路径。
制氢方式，目前主要有四种类型，即化石燃料制氢、工业副产品制氢、电解水制氢、生物质和其它制氢方法。天然气制氢应用广泛，但原料利用率低、工艺复杂、难度较大，且产生二氧化碳等温室气体排放，是一大制约因素。使用工业副产品制氢，不但可以“变废为宝”，而且成本也比较低廉。在焦炉气制氢生产中，施工地点离焦化企业较近，不仅受原料供应的制约，供应链的安全也存在隐患。电解水制备氢气产品，产品纯度高、无污染，但价格昂贵，限制了其推广应用。光解水和生物质制氢的技术还没有成熟，要使其商品化还有一段时间。综上所述，煤和天然气制氢成本低，又以天然气制氢的经济性最佳。
氢能源的优点主要如下。首先，燃烧时热值较高，每公斤氢气燃烧3倍左右、酒精3.9倍、焦炭4.5倍左右。第二，氢气燃烧后仅剩水，因此成为一种清洁能源。第三，氢资源丰富，可以用水来制取，而水是地球上最丰富的资源。第四，氢气燃料电池的效率高于内燃机。发动机的最大效率值是20%–30%；如果考虑到电机和控制器的损耗，内燃机的输出能量只有24%或更少；燃料电池最小效率可达35%–45%(通常要高很多)。
氢气有很多用途。氢气可广泛用于能源、交通、工业、建筑等领域，可直接为炼化、钢铁、冶金等行业提供高效原料，利用燃料电池技术，还可以应用于汽车、轨道交通、船舶等领域，减少长距离、高负荷交通对油气的依赖性，并可用于分布式发电，用电取暖，商业建筑等。
世界上生产氢气的主要原料是矿物能源。世界氢的年产量大约是7000万吨，其中76%是由天然气来生产的，其余部分(23%)主要是由煤和电解法生产的。用氢能源的天然气每年大约有2050亿立方米(占全球天然气总消耗量的6%)和1.07亿吨煤炭(占全球总消费量的2%)。虽然矿物能源的制氢技术已经比较成熟，但是需要安装一个碳捕获封存设备来解决碳排放问题。
IEA认为，氢能发展面临史无前例的机遇，世界各国从政策到项目数量都在快速增长，正是氢能不断扩大，降本增效、降本增效的重要时期，提出七条建议：一是制定氢能发展的长远战略；二是鼓励清洁氢能发展的市场需求；三是解决先行者的投资风险；四是支持研发降低成本；五是统一标准；六是全面加强国际合作；七是抓住未来十年氢能发展的关键机遇。今后可从四个方面着手：把沿海化工厂建设成扩大清洁用氢能源利用的枢纽；充分利用现有天然气基础设施；扩大公共交通用氢领域；开展国际氢贸易，建立第一批航运线。
有关氢能开发的问题也不容忽视。第一，随着化石能源制氢和氢气产业的发展，建立法规标准已迫在眉睫。第二，如果使用了电制氢，转化效率是个大问题：通常发电效率低于35%，再用电解水制氢，此时的氢能效率又一次下降，此时的氢能效率将重新计算。第三，燃料电池车所用氢气与普通工业氢气不同，对纯度和杂质要求较高。但是，产氢成本高、基础设施建设滞后等制约着燃料电池的发展。第四，安全是个非常重要的课题。实际上，电解水制氢技术经过一百多年的发展，已经在系统安全、电气安全、设备安全等方面形成了较为完善的设计标准和管理规范，涵盖了氢气站、系统技术、供配电系统规范等。
总而言之，作为碳减排的重要措施，弃风、弃光的电用来电解水制氢，是变废为宝，不仅能提高能源效率，而且是碳中和的重要方向。在没有弃电条件的情况下，谷电制氢，能量利用率是一个大问题。对于煤、天然气等传统能源制氢，需要解决二氧化碳排放问题。
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