氢经济：全力开发的未来燃料 

随着全球气候变化的加剧，人们迫切需要清洁且可持续的能源供给。纵观各种能源类型，氢能优势明显，有望通过发展氢经济彻底改变世界的能源供给方式。

氢位于元素周期表的第一位，在宇宙中含量丰富，但不能直接获取，需要通过化学方法生产。氢具有高能量密度，是一种零碳排放的燃料，是储能和发电应用中传统化石燃料可持续的可行替代品。

氢燃料燃烧，水蒸气是唯一产物；且生产方法多种多样，可以按需生产、储存和使用。不仅如此，氢还可以运输，尽管输氢面临巨大的挑战，增加了氢能供给的灵活性和可靠性。

同大多数行业倡议一样，发展氢经济和推广氢动力需要突破阻碍，主要表现为现有基础设施不足和现有法规不健全。

要了解氢能产业的发展前景，首先需要认识不同的制氢方式，每种方式都有自己的财务、可持续性和监管要求。

同其他耗材一样，氢能的清洁性和环保性取决于其生产方式。基于制氢过程的碳排放情况，可采用颜色命名各类氢气产品。氢气产品的颜色非常丰富，这些是最为常见的替代品，甲烷是天然气的主要成分。

• 灰氢：天然气通过蒸汽甲烷重整（SMR）或甲烷自热重整（ATR）制取灰氢，这是目前最主流的制氢方式。生产过程经济高效，但是会向大气环境排放大量二氧化碳，使用灰氢作为燃料会污染环境。
• 蓝氢：同灰氢类似，在天然气通过蒸汽甲烷重整（SMR）或甲烷自热重整（ATR）制取氢气的过程中采用CCUS（碳捕集、利用与封存）技术，捕集和封存生产排放的二氧化碳。得益于CCS（碳捕集与封存）技术，这种生产方式更具可持续性，但成本也相对较高。同SMR相比，ATR排出的二氧化碳气流更加干净，更适合制取蓝氢。
• 绿氢：通过电解水制取绿氢。电解过程利用风能、太阳能或水能等清洁能源产生的可再生电力，将水分子分解成氢气和氧气。过程零碳排放，是可持续的生产方式。不过，制氢成本和可再生能源供给问题值得关注。
• 蓝绿氢：这是一项新兴的制氢技术，通过甲烷热解制取蓝绿氢，需要将甲烷（天然气的主要成分）分解成氢气和固态碳。这一制氢方式尚处于开发阶段，如果能够有效利用或封存碳副产品，它将成为灰氢的低碳排放替代优选。

氢经济尚处于起步阶段，但已初具规模，其多功能性和全球推广应用的潜能逐步释放。在许多工业生产过程中，氢是重要元素，可用于化肥生产的氨气合成、石油产品精制等过程。

在交通运输领域内，氢燃料电池汽车（EV）发展迅猛，为人们提供了一种零碳排放的替代交通方式。与车载电池为动力的电动汽车相比，充电速度更快，仅需几分钟，而非数小时。 氢气还可以用作固定式电池的发电燃料，为家庭和企业供电，尤其适合电网配套有限的偏远地区。

此外，氢气也是一种高效的能量储存介质，特别适合储存峰段的多余可再生能源，供日后使用。不同于短期储能的电池，氢气能够长期储存大量能源，非常适合季节性储能，有效应对了可再生能源相关联的生产波动问题。同电池相比，储氢的空间更小，重量更轻，几乎不会随时间的推移而发生能量损失。

氢能补充化石燃料发电，帮助人们应对紧迫的气候挑战，尤其是温室气体排放问题。伴随着氢经济的发展，企业将有能力减缓气候变化，实现可持续发展目标。

不仅如此，氢能还丰富了能源供给方式，减少对传统能源的依赖，提高能源安全。氢经济带来了新机遇，推动技术创新，创造新产业和新岗位，刺激全价值链经济增长。增加氢能生产过程还有助于减少空气污染物，改进空气质量 —— 尤其是人口稠密地区 —— 惠及公众健康。 

氢能优势众多，但推广应用仍面临诸多障碍。 

首先，尽管绿氢是为基础设施供能的零碳燃料，但其生产成本远高于传统化石燃料。降低绿氢生产成本是推动氢经济发展的首要任务之一。 

同样，蓝氢也会大幅增加灰氢的生产成本，需要采取激励措施来扩大蓝氢的使用占比。 

此外，氢气生产、储存、运输、分配过程的配套基础设施不足。需要大量投资，建造全新或改造现有基础设施，实现安全高效的氢气处置。制氢技术还需要得到公众的信任和认可，将其应用到工业生产和消费品生产过程中，必须开展宣传活动，让人们认识氢能的优点，解决安全问题，消除误解。

最后，整个价值链的安全协议和法规要求必须广为人知，涵盖从生产和储存方法，到运输，以及最终使用的全过程。监管机构在培训现有和潜在氢气用户，以及鼓励推广氢能使用方面发挥着重要的作用。 

政府和监管机构起着重要的作用，制定有针对性的政策和激励措施，促进氢经济蓬勃发展。常见的政策和激励措施有：征收碳税，制定可再生能源信贷制度，建立总量控制交易体系，从商业角度让绿色能源更具吸引力。比如美国2022年颁布《通胀削减法案》，包括清洁能源税收减免和其他增加国内可再生能源生产的条款。 同时，日本 和韩国 均承诺在2050年之前实现碳中和，所有欧盟成员国也在效仿。

除了制定政策，各国政府也大力投资研发，对于降低绿氢和蓝氢的制取成本、提高氢能源技术的效率，以及挖掘多功能能源载体的新应用至关重要。公共资金和激励措施有助于提速加氢站、管道和储氢装置的部署，建立强大的基础设施，支持氢能的推广应用。

制定明确的氢价值链安全协议和法规条款，公共实体也发挥着重要的作用。增强手段对于确保公众安全，建立人们对氢能源技术的信心至关重要。

氢经济尚处于起步阶段，应用前景宽广，远超当前。比如炼钢和水泥生产等工业生产 —— 能源密集型工艺，碳排放量大 —— 行业正在积极探索使用氢气替代化石燃料能源，减轻对环境的影响。

事实证明，严重依赖化石燃料的海运和航运部门的碳减排也面临严峻挑战。但是，氢燃料电池成为内燃机能源供给的潜在解决方案。

氢气甚至掺入传统天然气发电设备中，减少环境碳排放。 新型燃气轮机可以单独使用氢燃料，无需掺入天然气。  

从消费端分析，氢气掺入天然气，最高混合比例为20%，民用和商用均可，无需改造现有设备（比如供暖系统、炉灶、热水器和干衣机），是减少碳排放，促进更健康生活环境的另一条途径。 

大力发展氢经济并非一蹴而就。相反，需要包括制造商、供应商、公共和私营研究机构、政府、公众在内的所有利益相关者通力合作。持续研发，更多试点项目落地，对于推动创新、降低成本、克服技术瓶颈、确保安全至关重要。 

尽管存在挑战，随着全球人们力争减少二氧化碳排放，以可持续的绿色能源补充当前电力供应，氢利用的好处众多。为了有效推广使用氢能，需要持续的研究、培训、技术创新和统一的政策，但氢利用和潜能仍在不断扩大，为工业及其他领域提供了更清洁、面向未来的动力来源。