中国农业大学和南洋理工大学的联合团队研发新的制氢方法将使绿氢的成本变得具有竞争力 数十年来,绿氢一直被视为清洁能源技术领域的“下一个重大突破”,在难以减排的领域(如交通、钢铁制造和航运)有着特别诱人的应用前景。然而,尽管人们一直预测绿氢将迎来复兴,但这一景象却从未实现,原因包括生产成本过高、使用绿氢而非直接使用清洁能源会带来能源损失和效率低下等问题。 氢气在高温下可以燃烧,燃烧时只会产生水蒸气,因此它是那些需要高温燃料的行业的理想选择。此外,与太阳能和风能不同,绿氢是稳定的——它可以根据需要供应,并且易于储存和运输,从而提供了更大的灵活性和抗风险能力。 但绿氢价格并不低廉,而且它也不是利用清洁能源资源的最直接方式。绿氢是通过可再生能源制取的氢气,其生命周期比使用化石燃料制取的灰氢更具可持续性。使用天然气制取的氢气有时被称为“蓝氢",被认为比灰氢更可持续,也比绿氢更具成本优势。多年来,绿氢的成本一直是灰氢的三到五倍。 迄今为止,绿氢的发展一直受到项目规划与实施之间持续存在的差距的阻碍。在全球范围内,截至 2023 年,计划中的绿氢项目中仅有不到 10%得以实施。对 190 个项目进行为期 3 年的跟踪研究后,2025 年的一项研究指出,“2023 年的实施进度与 2023 年的产能规划存在巨大差距,全球仅有 7%的产能规划按时完成。” 显然,从行业层面转向绿氢能源所面临的巨大挑战,仍然在许多(如果不是大多数的话)目标领域中超过了其带来的益处。但这一情况在 2026 年可能会发生变化。尽管该行业对绿氢能源的潜力已不再抱有期待,但科学家们仍在持续进行绿色氢能源的研究。近几个月来,研究人员也不断取得关键突破,证明绿氢能源并非毫无希望。 据“Interesting Engineering”网站近期的一篇报道,一种利用生产过程中废弃物的新型突破性系统“成功以低于化石燃料的价格生产出了绿氢”。该系统由中国农业大学和南洋理工大学的联合团队研发,它使用来自农业废弃物(如麦秆)的糖分来代替氧气,使得整个生产周期的成本远低于传统方法,每公斤氢气仅需 1.54 美元(约合每磅 0.70 美元)。 这项研究于去年年底发表在科学期刊《eScience》上,其描述道:“葡萄糖会经过选择性电氧化转化为甲酸,产率高达 80%,而非水被氧化为氧气;这种方式避免了需要昂贵的膜来分离氢气和氧气气体产物的需求。”其结果是形成了一种效率更高、成本更低且所需能量更低的电解过程。该研究进一步指出:“这种形式副产品的收益能够将水电解制氢的全成本降低每公斤氢气 4.63 美元,从而使该技术与灰氢生产技术相比更具竞争力。” 这一突破所带来的潜在影响是巨大的。据““Interesting Engineering”网站报道:“这有可能彻底结束清洁能源与天然气之间长达十年的经济僵局。”然而,仅仅因为绿氢终于成为了一种经济实惠的替代品,并不意味着它就是最佳的替代品。 国际可再生能源机构在 2022 年发布的一份报告中警告称,应避免“无节制地使用氢气”。该报告提醒政策制定者要仔细权衡优先事项,并考虑到广泛使用氢气“可能不符合低碳世界的需要,因为绿氢‘需要专门的可再生能源,而这些能源本可以用于其他用途’”。换句话说,仅仅因为我们可以用绿色能源来生产氢气且不损失成本,但我们仍然会损失效率,而且那些清洁能源资源或许更适合用于其他地方。
