收藏 | 一文了解氫能產(chǎn)業(yè)鏈！

氫能是一種清潔、高效、安全、可持續(xù)的二次能源，可通過(guò)多種途徑獲取。目前燃料用氫的應(yīng)用在全球范圍內(nèi)尚有限，但氫燃料電池車是目前最主要的應(yīng)用之一。

氫能是目前最為理想的清潔能源，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通、建筑、發(fā)電等領(lǐng)域。在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，圍繞氫的制取和應(yīng)用，形成由上游制氫、中游儲(chǔ)運(yùn)、下游用氫構(gòu)成的氫產(chǎn)業(yè)鏈。

一、制氫

氫氣制取包括化石能源制氫、工業(yè)副產(chǎn)提純制氫、電解水制氫三種方式。根據(jù)生產(chǎn)來(lái)源和碳排放量的不同，氫氣可以分為灰氫、藍(lán)氫、綠氫三種類型：

灰氫，是通過(guò)化石燃料（煤炭、石油、天然氣等）燃燒產(chǎn)生的氫氣，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有二氧化碳等排放?；覛涞纳a(chǎn)成本較低，制氫技術(shù)較為簡(jiǎn)單，碳排放量最高。目前是當(dāng)下載的最主流制氫方式。

藍(lán)氫，是指工業(yè)副產(chǎn)氫氣或?qū)⑻烊粴馔ㄟ^(guò)蒸汽甲烷重整、自熱蒸汽重整制成的氫氣。雖然天然氣也屬于化石燃料，在生產(chǎn)藍(lán)氫時(shí)也會(huì)產(chǎn)生溫室氣體，但是生產(chǎn)過(guò)程中使用了碳捕集、利用與封存（CCUS）等先進(jìn)技術(shù)，捕獲溫室氣體，實(shí)現(xiàn)了低排放生產(chǎn)。

綠氫，是通過(guò)使用再生能源（太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能等）制造的氫氣，例如通過(guò)可再生能源發(fā)電進(jìn)行電解水制氫，在生產(chǎn)綠氫的過(guò)程中基本沒(méi)有碳排放，因此這種類型的氫氣也被稱為“零碳?xì)錃狻薄?/p>

二、儲(chǔ)氫

氫氣在常溫常壓下具有密度低、易燃燒及易擴(kuò)散的特點(diǎn)，為其儲(chǔ)存帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。如何實(shí)現(xiàn)安全可靠且高效儲(chǔ)氫是亟待解決的技術(shù)難題之一。

目前，儲(chǔ)氫方法主要有高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫及固態(tài)儲(chǔ)氫等途徑，中長(zhǎng)期內(nèi)主要以高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫為主，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高效固態(tài)儲(chǔ)氫。高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是應(yīng)用最廣泛的一種儲(chǔ)氫方式，其技術(shù)核心在于內(nèi)膽材料、外層碳纖維材料及其纏繞成型技術(shù)。

繼高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫及低溫液態(tài)儲(chǔ)氫之后，利用固體材料及有機(jī)液體材料進(jìn)行儲(chǔ)氫，已逐漸發(fā)展成為一種極具潛力的儲(chǔ)氫方式。雖然關(guān)于儲(chǔ)氫材料的研究已近半個(gè)世紀(jì)，但目前仍處于探索階段，尚無(wú)大規(guī)模應(yīng)用實(shí)例，這主要是因?yàn)槿狈α畠r(jià)、高效、長(zhǎng)壽命的新型儲(chǔ)氫材料。理想的儲(chǔ)氫材料需同時(shí)滿足一系列苛刻條件，如儲(chǔ)氫密度高、儲(chǔ)放氫速度快且工作條件溫和、可逆循環(huán)性能好、使用壽命長(zhǎng)等。

目前已有多種材料被用于儲(chǔ)氫研究，主要包括無(wú)機(jī)材料與有機(jī)材料兩大類。其中，無(wú)機(jī)儲(chǔ)氫材料主要有金屬與金屬合金、配位氫化物及碳基材料等，有機(jī)材料主要有有機(jī)框架化合物、有機(jī)液體及多孔高分子等。從目前的研究熱點(diǎn)來(lái)看，儲(chǔ)氫材料已從傳統(tǒng)金屬及合金逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐暂p質(zhì)元素氫化物（如配位氫化物等）和多孔吸附材料（如金屬有機(jī)框架結(jié)構(gòu)）為主。

三、運(yùn)氫

運(yùn)氫技術(shù)主要有三種：氣態(tài)運(yùn)輸、液態(tài)運(yùn)輸和固體運(yùn)輸。長(zhǎng)管拖車為主的氣態(tài)運(yùn)輸，是當(dāng)前較為成熟的運(yùn)輸方式。

四、加氫站

加氫站是氫能行業(yè)重要的配套基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)，截至2022年底，全球主要國(guó)家在營(yíng)加氫站數(shù)量達(dá)到727座，我國(guó)累計(jì)建成加氫站358座，其中在營(yíng)245座，加氫站數(shù)量全球第一。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟的預(yù)測(cè)，2050年中國(guó)加氫站數(shù)量將達(dá)到1.2萬(wàn)座。

五、用氫

燃料用氫：氫能是氫和氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)釋放出的能量，是一種二次清潔能源，燃燒熱值高，氫燃燒的產(chǎn)物是水，具有綠色低碳的特點(diǎn)，是世界上最干凈的能源，被譽(yù)為“21世紀(jì)終極能源”。目前燃料用氫的應(yīng)用在全球范圍內(nèi)尚有限，主要原因是燃?xì)漭啓C(jī)等設(shè)備技術(shù)成熟度低、經(jīng)濟(jì)性不高。氫燃料電池車是目前最主要的應(yīng)用之一。

原料用氫：氫氣是重要的工業(yè)氣體，化工行業(yè)需要用氫制備甲醇、合成氨等產(chǎn)品，冶鐵需要利用氫氣作為還原劑。