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氫是宇宙中最為豐富的元素。作為能源，氫有兩個極具競爭力的特征：高能量密度，單位質量的熱值約是煤炭的4倍，汽油的3.1倍，天然氣的2.6倍；可存儲且無碳，相比電力可以實現跨時間及地域的靈活運用。因此，在全球能源轉型過程中，氫是最佳的碳中和能源載體。 氫氣可廣泛從水、化石燃料等含氫物質中制取，但能夠提供全程無碳的技術路線是有限的。綠色氫氣可以通過使用可再生電力或核能來生產，但依賴可再生能源發電成本的大幅下降；藍色氫氣可以由煤或天然氣等化石燃料制得，并將二氧化碳副產品捕獲、利用和封存（CCUS），從而實現碳中和；灰色氫氣可以由以焦爐煤氣、氯堿尾氣為代表的工業副產氣制取，可利用規模偏小僅適合市場啟蒙階段使用。 目前，工業中產生的氫氣主要還是碳基（灰氫）。隨著時間的推移，制氫面臨的挑戰將是實現無碳或碳中性（綠色或藍色氫）的技術來替代，其仍處于技術成熟的早期階段，面臨技術曲線的“死亡之谷”區間——已經過技術驗證，正在實施小規模的試驗，亟需這些技術以更大的規模推廣應用，這樣才有助于降低生產成本，并產生經濟效益。 日前，世界能源理事會發布的《氫能—工業催化劑（加速世界經濟在2030年前實現低碳目標）》認為：藍色氫可以減少排放，推動建立氫能經濟。 ——通過捕獲和儲存制造過程中排放的二氧化碳而獲得的藍色氫氣提供了一種更快地減少排放的方法。我們的模型研究表明，帶有CCUS的化石能源制氫已接近商業應用水平。如果碳交易（ETS）價格上漲到30歐元/噸左右，并且可以建成適當的運輸和儲存設施，藍色氫氣可能在未來幾年而不是幾十年內成為一種可行的選擇。 ——到2050年實現無碳經濟很可能需要以氫為基礎的技術，工業應用是啟動氫經濟的“主戰場”。使用CCUS使基于化石能源制氫過程碳中性，可以及時和低成本地顯著減少工業碳排放。更為重要的是，藍氫有助于為綠色氫經濟做好準備。如果從灰色到藍色的過渡允許生產和使用更多的氫，那么可以建立工業氫經濟的關鍵基礎設施和供應鏈，如開發氫運輸網絡（管道，港口，船舶等）。氫能將沿著從灰色到藍色再到綠色的路徑，成為發揮碳中性分子作用最富成效的技術方案。 ——藍色氫氣不是綠色氫氣的替代品，而是一種必要的技術過渡，可以加速社會向綠色氫氣的過渡。然而，為了使藍色氫氣生產變得切合實際，政府必須起草氫能發展戰略，明確其社會可接受性，制定運輸和儲存價格體系，并在必要的時候將其納入支持低碳技術發展的財政計劃。 目前，全球碳捕捉與封存量僅相當于全部排放量的0.1%，全部18個項目分布在6個國家總容量約3200萬噸。其中，美國超過2000萬噸。國際能源署預計，要實現全球控溫2度目標，需要封存至少1000億噸二氧化碳（累積到2060年），約17%的減排來自碳捕捉封存技術。 |
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