
圖1. 電解氫---未來能源系統的一部分
大家對氫元素肯定都不陌生,認識它基本上都是從背元素週期表開始的。近年來我們身邊多了許多氫的身影,從北京冬奧的氫燃料電池大巴,再到廣州南沙小虎島電氫智慧能源站,氫也越來越被大家熟知。工業上,氫的使用可是一點都不少,自 1975 年以來,需求量增加了三倍,而且還在持續成長。然而,氫氣生產目前幾乎全部由化石燃料供應,消耗了全球約 6% 的天然氣和 2% 的煤炭。據估計,目前全球每年氫氣生產產生的二氧化碳排放量為 8.3 億噸,相當於英國和印尼的排放量總和,氫氣生產的成長與遏制全球氣溫上升的努力不相適應[1]。
首先明確一點,氫氣是二次能源。我們根據環境友善程度以及生產過程中是否有溫室氣體排放等,使用了幾種顏色來區分,即綠氫、藍氫和灰氫。上面談到的用化石燃料製氫叫灰氫,因為這種方式產生1噸的氫氣就會產生9~12噸的二氧化碳。生產過程中產生的二氧化碳被儲存或再利用,這種方式產生的氫氣叫做藍氫。
以下我介紹一下綠氫,綠氫是在電解過程中產生的,該過程利用風能和太陽能等再生能源,過程中不會產生溫室氣體。其他生產綠氫的方法包括生物質的氣化和發酵以及沼氣的重整。要達成「雙碳」目標,「氫」也能出一份力。新能源發電比較依賴環境的影響從而有不穩定這一特點,會有一些「棄風」「棄光」的現象發生。大家自然而然的就會對未來有一些構想,例如建造“氫網”,無法上網的電力用來製氫,透過管網可以運出去,也可以長時儲存起來。