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2022年夏天的高溫極端天氣事件令許多人都觸目驚心，國內(nèi)的區(qū)域性高溫事件綜合強度，達到了1961年有完整氣象觀測記錄以來最強。歐洲多地的高溫干旱導(dǎo)致用電需求大增，同時對電力生產(chǎn)造成嚴重影響，令歐洲電力短缺困境進一步加劇，不僅如此，因高溫天氣導(dǎo)致死亡的人數(shù)也創(chuàng)新高。全球變暖所帶來的嚴重影響已經(jīng)不再是災(zāi)難電影里的場景，更是生活中真真切切能夠觸碰到的可怕現(xiàn)實。
在過去，我們依賴化石燃料去推動工業(yè)、旅行和貿(mào)易的發(fā)展，即使深知它們對環(huán)境會造成惡劣影響。
“我們開始在可再生電力方面進行探索，但電力也只占我們能源使用的20%。即使我們完全利用太陽能和風(fēng)能來生產(chǎn)清潔的電力能源，我們還是有其他80%的能源缺口需要解決。這80%就是我們在交通運輸、工業(yè)和供暖方面使用的能源，目前這些能源主要來自煤炭、石油和天然氣。所以我們現(xiàn)在努力普及電動汽車和電力供熱，但是能源系統(tǒng)中能夠由可再生電力替代的部分是有限的，電能很難完全滲透。”馬可·阿爾韋拉在《氫能革命》中這樣說道。
在科學(xué)家的不斷探索中，氫能源闖入了人們的眼簾。國際氫能委員會預(yù)測，到2050年，氫能將減少60億噸二氧化碳排放，創(chuàng)造2.5萬億美元的市場價值，在全球能源消費中所占比重可達到18%，成為全球能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的重要方向。在今年的3月，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》，這個規(guī)劃將氫能定位為未來我國能源體系的重要組成部分。
氫能在交通、基礎(chǔ)設(shè)施，以及電力等方面可以取代化石能源，同時可以彌補可再生能源在運輸、儲存，以及難以應(yīng)對天氣變化等方面的問題。它不僅是一項新技術(shù)，是實現(xiàn)凈零排放的最佳選項，更是一場拯救全球氣候的革命。
實現(xiàn)凈零排放的最佳選項
首先我們來看看制氫環(huán)節(jié)，氫能源按生產(chǎn)來源劃分，可以分為以下幾類。
灰氫：是指利用化石燃料石油、天然氣和煤制取氫氣，成本較低但碳排放量大；藍氫：是指使用化石燃料制氫的同時，配合碳捕捉和碳封存技術(shù)，將將二氧化碳捕獲并儲存，這樣碳排放強度相對較低，但捕集成本較高；綠氫：是指利用可再生電力進行電解水制氫，制氫過程完全沒有碳排放，是真正的可再生能源，缺點是成本較高。深綠色氫：由生物質(zhì)結(jié)合碳捕獲產(chǎn)生，在制氫過程中可能會產(chǎn)生負排放。粉氫：利用核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱作為制氫的能源，如果選擇了合適的方式可以實現(xiàn)制氫的高效化、規(guī)模化；并且減少甚至消除溫室氣體的排放。
可以看到，利用風(fēng)電、水電、太陽能、核電等可再生能源電解制氫的方式，可以實現(xiàn)碳零排放。
接下來便要提到氫的運輸。氫一般有兩種運輸方式，一是經(jīng)過壓縮，通過管道運輸；二是經(jīng)過液化，用船運輸。并且大多數(shù)情況下，氫能的運輸可以通過已有的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施來操作。氫氣的運輸和儲存可以和化石燃料一樣，成本不高，操作簡單，與電力相比，運輸成本更加便宜。
除了氫能外，在過去于可再生電力方面做了諸多探索，并且取得了許多成果，但是在一些方面仍然有著難以解決的問題，比如太陽能、風(fēng)能并不穩(wěn)定，受季節(jié)影響大，同時電池等儲能系統(tǒng)的容量也有限。而氫能正好可以補充這方面的缺口，實現(xiàn)清潔能源結(jié)構(gòu)的多樣化，達到凈零排放的效果。
未來氫能成本降低，更具競爭力
以往，我國以“灰氫”為主，利用主要在以石化化工行業(yè)為主的工業(yè)領(lǐng)域。這種情況下的碳排放是驚人的，寧夏的煤制氫的消耗量每年高達240萬噸，制氫需要消耗2880萬噸標煤，并產(chǎn)生5600萬噸的二氧化碳排放。
今年年3月，國家發(fā)展改革委和國家能源局聯(lián)合發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035）》中，以2060年碳中和為總體方向，進一步明確了氫能在我國能源體系中的角色定位以及在綠色低碳轉(zhuǎn)型過程中的重要作用，強調(diào)了以可再生能源制氫和清潔氫為核心的氫能發(fā)展方向。
即以利用可再生電力開展電解水制氫的“綠氫”方式，可實現(xiàn)零碳排放，是我國未來的核心制氫方向。不過因為價格較高，其成本控制成為了綠氫制造項目中最重要的一個部分。
成本問題主要依靠技術(shù)的更新來解決，電解制氫技術(shù)一直有著較大的進步空間。堿性電解水成本降幅潛力預(yù)計為20%左右，質(zhì)子交換膜成本降幅有望達到40%，相關(guān)的制氫設(shè)備成本在技術(shù)進步和規(guī)模效應(yīng)的雙重作用下也將加速降低，目前全球也在積極建設(shè)電解水制氫項目。
Snam中國董事兼高級副總裁彭寧科在接受中國經(jīng)濟時報時稱：“隨著技術(shù)的成熟，氫能的成本將越來越低，與傳統(tǒng)能源相比也具有競爭性，而氫氣用現(xiàn)有的天然氣管網(wǎng)就能運輸”。
十年前，氫的價格是24美元/千克，而如今的價格在每千克價格降低至4-5.5美元之間。相信在未來，氫的價格在技術(shù)的更迭中可以進一步下降，甚至可以和化石燃料競爭。
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