北京冬奧會已經落下帷幕，這次冬奧會不僅是冰雪盛宴，更是氫能盛會。

 

與東京奧運會只使用氫燃料的部分火炬相比，北京冬奧會用氫燃料取代了所有的火炬燃料，而北京冬奧會投入的氫燃料車輛數量約為東京奧運會的兩倍。2月4日晚，在北京2022年冬奧會張家口賽區，由中國石油自主研發的綠氫也點燃了太子城的火炬平臺。這是本屆冬奧會唯一由綠氫點燃的火炬平臺，也是近百年冬奧會歷史上第一個以綠氫為燃料的火炬。

 

因此，綠氫進入了公眾的視野。

 

綠氫是發展氫能的初衷。

 

什么是綠氫？

 

所謂綠氫，是指利用可再生能源分解水獲得的氫氣，燃燒時只產生水，從源頭上實現二氧化碳零排放。它是一種純正的綠色新能源，在全球能源轉型中發揮著重要作用。

 

專家解釋說，雖然氫能是一種清潔的可再生能源，在釋放能量的過程中沒有碳排放，但氫能的生產過程并不是100%“零碳”。

 

氫在地球上主要以化合物的形式存在于水和化石燃料中，氫作為一種二次能源，需要通過制氫技術提取。目前，現有的制氫技術大多依賴化石能源，無法避免碳排放。根據氫能的來源和生產過程中的排放，人們稱氫能為灰氫、藍氫和綠氫。

 

灰氫是化石燃料燃燒產生的氫氣，在生產過程中會排放二氧化碳。目前，市場上的氫氣大多是灰氫，約占全球氫氣產量的95%。

 

藍氫可以由煤或天然氣等化石燃料制成。在制備藍氫的過程中，可以捕獲、利用和封存二氧化碳副產品（CCUS)，實現碳中和。雖然天然氣也是化石燃料，在生產藍氫時也會產生溫室氣體，但由于CCUS等先進技術的使用，溫室氣體被捕獲，減少了對地球環境的影響，實現了低排放生產。

 

“綠氫是發展氫能的初衷。”國際氫能學會副主席、清華大學教授毛曾強曾強調，氫能的發展是為了能源的“去碳化”。只有通過無碳能源生產“綠氫”，才能實現這一目標。

 

可以看出，雖然所有的顏色氫都將在未來發揮作用，但歸根結底，綠氫是最可持續和真正無碳的，因此它正成為全球氫能發展的焦點。

 

數據顯示，截至2020年底，全球綠氫項目約70個，其中吉瓦（GW）級項目已超過20個。去年，歐洲還提出了2024年6GW建設和2030年近40GW電解綠氫產能建設的發展目標。

 

國際投資銀行高盛全球投資研究部最近發布的報告《清潔氫革命》認為，清潔氫是實現全球凈零排放路徑和各國能源結構的關鍵支柱。依靠清潔氫路徑，全球溫室氣體排放量可減少15%（二氧化碳排放量的20%）。報告稱，全球30多個國家推出了氫戰略和路線圖，承諾到2030年，清潔氫的裝機容量將比2020年增加400多倍，綠氫的年均增長率將提高50倍。

 

我國綠氫發展方興未艾

 

在綠氫火炬之前，我國綠氫開發已初露端倪。

 

2020年1月，世界上第一個規模化太陽燃料合成示范項目在蘭州新區成功試車。該項目的關鍵技術之一是中國科學院院士、中國科技大學化學與材料科學學院院長李燦團隊開發的高效、低成本、長壽命的規模化電催化分解水制氫技術。今年10月，世界上第一套“液態陽光加氫站”一體化裝置示范成功。2021年底，中國首個萬噸級光伏綠氫示范工程在新疆庫車正式啟動。

 

2020年12月21日，中國發布了《新時代的中國能源發展》白皮書，提出加快發展綠氫生產、儲存、使用等氫能產業鏈技術裝備，促進氫燃料電池技術鏈、氫燃料電池汽車產業鏈發展，支持多場景儲能應用，努力促進儲能和可再生能源的互補發展。

 

中國科學院院士、中國石油深圳新能源研究院院長鄒才能介紹，早在2012年，中國石油勘探開發研究院（以下簡稱中國石油勘探院）就率先成立了納米技術研發團隊，“在金旭博士的帶領下，該團隊提前開展了新能源材料與技術的研發。2017年，他們開始關注電解水和光解水兩條技術路線。經過五年的研發和儲備，他們已經初步有了產業化的基礎。”2020年，該單位成立了20多人氫能技術研發團隊，專業從事綠氫制備、高效儲運和特色場景應用。

 

中國石油勘探院新能源中心相關負責人表示，中國石油勘探院將繼續加強對綠氫基礎研究的支持，重點關注電解水制氫、光解水制氫、固體儲氫和固體氧化物燃料電池，引導綠氫業務有序發展；制定綠氫項目發展規劃，繼續開發光電催化劑、電解槽、固體金屬儲氫等產品，提高光電催化、轉化效率，降低設備造價成本；形成一系列標準，促進綠氫的大規模發展。

 

“我們努力盡快在油田建立光伏電解水制氫工業化示范項目，加強氫能全產業鏈布局規劃，結合自主研發技術，探索‘產、學、研’模式，開展示范應用，形成中國石油自主知識產權完整的氫能技術體系。”上述負責人說。

 

還需要跨越技術、成本多門檻

 

對于中石油勘探院來說，點燃北京冬奧會唯一的綠氫火炬只是開始，中國綠氫產業的發展還處于起步階段。

 

清華大學核能與新能源技術研究院氫燃料電池實驗室主任王誠在接受媒體采訪時指出，為了進一步促進綠氫的發展和應用，應努力改進相關技術、制定標準和政策。

 

這也是業內專家的共識

 

在技術方面，王誠認為，要推進堿性電解槽規模化制氫示范應用，進一步提高其實用性，研發SPE/SOEC等新型電解水制氫技術，解決電解水制氫系統柔性耦合間歇、波動可再生能源的工程技術問題，并大力開發光催化分解制氫、熱化學法制氫、生物制氫、核能制氫等新型制氫技術。

 

為了真正實現規模化、商業化發展，高成本仍是電解水制氫技術發展面臨的主要挑戰。據了解，電解水制氫的成本是天然氣使用的蒸汽重整制氫和工業副產氣純化制氫的2-3倍。

 

因此，為了促進可再生能源制氫的發展，中國仍需探索一條切實可行的降低成本的途徑。目前，廣東、四川等地已出臺相關政策，支持可再生能源制氫項目優惠電價政策。

 

在標準方面，去年年初，中國氫能聯盟提出《低碳氫、清潔氫與可再生能源氫的標準和評價》正式發布實施，該標準基于歐洲天然氣制氫工藝為基礎推行的綠色氫認證項目，建立低碳氫、清潔氫和可再生氫量化標準及評價體系，引導高碳排放制氫工藝向綠色制氫工藝轉變。