氢气是无色、无味、难溶于水的气体,密度比空气小,这是中学化学告诉我们的知识,为什么氢还有五颜六色呢?苏轼有一首著名的哲理诗《题西林壁》,“横看山岭侧成峰,远近高低各不同。”不同角度看待问题,就会有不同的结果。
氢气无色,无味,是从物质的物理特性角度来看的,如果从氢气的制取方法来看,氢就有绿色、蓝色、灰色、粉色、深绿色等五颜六色,制取氢气的方法有很多,工业界用不同的颜色来对不同制取方法进行编码。
中学化学还学到,氢很活泼,容易失去核外层电子,所以氢很少单独存在,它总是喜欢和其它元素结合在一起,可能你还记得初中化学水的分子式H2O,两个氢原子和一个氧原子结合成水。氢很少单独存在,要得到氢,就得打破氢原子和其它原子之间的化学键,这意味着得到氢需要消耗能量。
如果制氢的能量来自石油、煤炭、天然气等化石能源,这在业内被称为“灰氢”。 燃烧化石资源排放二氧化碳,根据国际能源署的数据,生产灰氢的碳排放占全球碳排放的2.2%左右。
如果把制取灰氢排放的二氧化碳用碳捕获、利用与封存、捕集与封存、或者其它技术方法封存起来,而不是排放到大气中去,这样制取的氢叫“蓝氢”。
如果用风、光、水等可再生能源(主要是指利用风光水电)制取氢气,这样制取的氢叫“绿氢”;用核能制取的氢叫“粉氢”;用生物质燃料结合碳捕获制取的氢叫“深绿氢”;通过裂解从天然气中得到的氢叫“绿松石氢”。
技术不断发展,氢的制取方法还会更多,氢的颜色也会越来越多。问题是,正如前面说的,氢本身是无色的,如果你是消费者,你怎么知道在市场上购买到的是“灰氢”,“绿氢”还是“粉氢”呢?不要紧,各种氢性能无差别,无论用石油还是风电,制取的氢就氢本身的物理化学特性是一样的,从用户角度看,产品质量一样。
但是不同制取方法成本不同,有的成本高,有的成本低,如果把高成本转嫁给客户,那么这种颜色的氢市场竞争力就不如成本低的,市场占有率就会降低。现在“灰氢”市场占有率最高,原因就是煤炭,石油等化石能源比风电光伏等可再生电力成本低。
双碳目标,氢被寄予厚望,见本人科学网博客《氢,“双碳”之路的又一伴侣》。
参考:1.《氢能革命》,作者:阿尔韦拉,刘玮译
2.《新能源》,作者:任泽平
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