作为能源，氢能零污染、零碳、无次生污染，是公认的清洁能源，被誉为21世纪最具发展前景的二次能源，有着极具竞争力的优势。目前，氢能依据制氢工艺所产生的碳排放程度，从高到低又可以分为灰氢、蓝氢和绿氢。

灰氢、绿氢、蓝氢是什么

氢能源根据生产来源划分，就能够将其划分成“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”三类。“灰氢”指的是通过化石燃料石油、天然气和煤制取氢气，制氢成本较低但碳排放量大;“蓝氢”指的是利用化石燃料制氢，同时配合碳捕捉和碳封存技术，碳排放强度相对较低但捕集成本较高;“绿氢”指的是采用风电、水电、太阳能、核电等可再生能源电解制氢，制氢过程完全没有碳排放，但成本较高。我国的现实情况是我国氢气主要来自灰氢。

我国主要的制氢方式比较

(1)以煤为原料制氢：主要是利用煤中碳取代水中的氢而生成氢气和二氧化碳。碳产生还原作用并为置换反应提供热。通过煤来制取含氢气体的方法有煤的焦化和煤的气化两种。煤的焦化(或称高温干馏)是指煤在隔绝空气条件下，在 900-1000℃制取焦炭，副产品为焦炉煤气;煤的气化是让煤在高温常压或加压下，与水蒸汽或氧气(空气)等反应转化成气体产物。

(2)天然气制氢：因为天然气的主要成分是甲烷(CH4)，本身有氢。相较于煤制氢，天然气制氢产量高、加工成本较低，排放的温室气体少，所以天然气是国外制造氢气的主要原料。在天然气制氢中，较普遍的制造氢气方法是天然气蒸汽转化。

(3)重油部分氧化制造氢气：重油指的是在炼油过程中遗留下的残余物，能够用于制造氢气。重油部分氧化过程中碳氢化合物与氧气、水蒸气反应生成氢气和二氧化碳。这个过程在一定的压力下进行，是否采用催化剂取决于所选原料与过程。

(4)水电解制造氢气：此种方法取得的氢气纯度高，过程操作简便，缺点是耗电量高。水电解制氢的效率通常处在75%-85%，总体上而言，生产 1m3氢气与 0.5m3氧气的电耗为 4-5kWh。根据热力学原理，电解水制得 1m3氢气和 0.5m3氧气的最低电耗要 2.95 度电。根据石油和化学工业规划院统计，我国电解水制氢装置约 1500-2000 套，产量约 10-20 万吨。与大规模光伏发电或风力发电配套的电解水制氢装置正在进行小规模示范。

(5)生物质制造氢气：生物质产生的范围比较广，家庭、农业、林业等均可产生，生物质能够用来生产氢气，原料有多样，如杨树、柳树和柳枝，以及来自厌氧消化或垃圾填埋所产生的沼气等。生物质能够采用成熟的技术气化，甚至在气化过程中与煤或废塑料共同反应，如果与碳捕获技术结合，就有可能生产出负碳氢。沼气有额外的净化要求，可以通过类似于蒸汽甲烷重整(SMR)的过程进行改造以产生氢气。

(6)工业副产氢气净化：焦炉气、氯碱、丙烷脱氢制丙烯和乙烷裂解制烯烃副产的粗氢气能够经过一系列精制工序后成为燃料电池车用氢源，成本比化工燃料制氢、甲醇重整制氢和水电解制氢等方式制氢低很多。

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