灰氢、蓝氢和绿氢

氢是宇宙中最为丰富的元素。作为能源，氢有两个极具竞争力的特征：高能量密度，单位质量的热值约是煤炭的4倍，汽油的3.1倍，天然气的2.6倍；可存储且无碳，相比电力可以实现跨时间及地域的灵活运用。因此，在全球能源转型过程中，氢是最佳的碳中和能源载体。

氢气可广泛从水、化石燃料等含氢物质中制取，但能够提供全程无碳的技术路线是有限的。绿色氢气可以通过使用可再生电力或核能来生产，但依赖可再生能源发电成本的大幅下降；蓝色氢气可以由煤或天然气等化石燃料制得，并将二氧化碳副产品捕获、利用和封存（CCUS），从而实现碳中和；灰色氢气可以由以焦炉煤气、氯碱尾气为代表的工业副产气制取，可利用规模偏小仅适合市场启蒙阶段使用。

目前，工业中产生的氢气主要还是碳基（灰氢）。随着时间的推移，制氢面临的挑战将是实现无碳或碳中性（绿色或蓝色氢）的技术来替代，其仍处于技术成熟的早期阶段，面临技术曲线的“死亡之谷”区间——已经过技术验证，正在实施小规模的试验，亟需这些技术以更大的规模推广应用，这样才有助于降低生产成本，并产生经济效益。

日前，世界能源理事会发布的《氢能—工业催化剂（加速世界经济在2030年前实现低碳目标）》认为：蓝色氢可以减少排放，推动建立氢能经济。

——通过捕获和储存制造过程中排放的二氧化碳而获得的蓝色氢气提供了一种更快地减少排放的方法。我们的模型研究表明，带有CCUS的化石能源制氢已接近商业应用水平。如果碳交易（ETS）价格上涨到30欧元/吨左右，并且可以建成适当的运输和储存设施，蓝色氢气可能在未来几年而不是几十年内成为一种可行的选择。

——到2050年实现无碳经济很可能需要以氢为基础的技术，工业应用是启动氢经济的“主战场”。使用CCUS使基于化石能源制氢过程碳中性，可以及时和低成本地显著减少工业碳排放。

更为重要的是，蓝氢有助于为绿色氢经济做好准备。如果从灰色到蓝色的过渡允许生产和使用更多的氢，那么可以建立工业氢经济的关键基础设施和供应链，如开发氢运输网络（管道，港口，船舶等）。氢能将沿着从灰色到蓝色再到绿色的路径，成为发挥碳中性分子作用最富成效的技术方案。

——蓝色氢气不是绿色氢气的替代品，而是一种必要的技术过渡，可以加速社会向绿色氢气的过渡。然而，为了使蓝色氢气生产变得切合实际，政府必须起草氢能发展战略，明确其社会可接受性，制定运输和储存价格体系，并在必要的时候将其纳入支持低碳技术发展的财政计划。

目前，全球碳捕捉与封存量仅相当于全部排放量的0.1%，全部18个项目分布在6个国家总容量约3200万吨。其中，美国超过2000万吨。国际能源署预计，要实现全球控温2度目标，需要封存至少1000亿吨二氧化碳（累积到2060年），约17%的减排来自碳捕捉封存技术。 （来源：拉瓦锡1787）