能源的探索——电解的绿色氢能

前段时间的特斯拉事件引发我的一些想法，于是找了一篇关于清洁能源的文章。

电解的绿色氢能

当可再生电能变得足够丰富时，用它电解水或许是生产氢能的最佳方式。除了产生能量，氢燃烧后唯一的“副产物”就是水。这也是为什么数十年来氢能一直是十诱人的零碳能源。然而，生产氢气的传统方法远远称不上是零碳，通过这种方式生产出来的氢能也被称为“灰氢”（gray hydrogen).但是，如果能捕获并封存氢气生产过程中的二氧化碳，这样生产的氢能就能被称为“蓝氢”（blue hydrogen).

“绿氢”（green hydrogen)和以上两者都不同：它是通过电解产生的。在电解过程中，水被分解为氢气和氧气，没有任何其他副产物。从历史上看，电解需要消耗大量能量，因此用这种方式生产氢气几乎没有意义。但这种情况正在发生改变。原因有两个，首先，在目前的电网中经常会出现大量没有被消耗的可再生电力。与其将这些过量的电力用电池组储存起来，还不如用它来电解水，以氢能的方式存储。其次，电解器的效率也提高了。最近，Advanced lonics等公司新开发了新型电解器，产生1千克氢气只需要消耗不到40千瓦时的能量。这一点足以使得绿氢比灰氢或蓝氢更便宜。能源公司正在将这些电解器直接集成到可再生能源项目中。例如，运营Gigastack项目（英国推动的一项大型电解氢项目）的公司计划为丹麦Ørsted 公司的霍恩锡二号工程装配100兆瓦的电解器，以此实现绿氢的规模化生产。现有的可再生能源技术（比如太阳能和风能）可以通过产生清洁的电力取代天然气和煤，为电厂等机构减少高达85%的碳排放。不过，在其他的商业场景，比如运输业和制造业中实现电气化还是比较困难，因为它们通常需要很高的温度或者能量密度很高的燃料。绿氢可以在这些领域发挥自身优势。一家叫做能源转型委员会（EnergyTransitions Commission)的行业机构估计：到2050年，绿氢每年将为最难电气化的工业部门（包括采矿、建筑和化工行业）减少超过100亿吨的碳排放量。虽然绿氢仍处于起步阶段，但一些国家正在加紧投资这项技术。澳大利亚希望利用丰富的太阳能和风能生产氢气并出口。智利计划在该国干旱但是拥有大量太阳能电力的北部生产氢能。中国的目标则是在2030年以前让上百万辆氢燃料电池汽车上路。

韩国、马来西亚、挪威和美国也有类似的项目美国加利福尼亚州希望在2040年前逐步淘汰化石燃料公交车。欧洲委员会最近发布了2030氢能战略，要求在2050年前将欧洲的氢容量从现在的0.1吉瓦提高到500吉瓦。这也是为什么高盛公司在今年早些时候预测，到2050年绿色氢能将成长为价值12万亿美元的市场。

愿它能早些实现，这样人类与蓝星星球共生。