當(dāng)前氫能受到我國(guó)乃至世界各國(guó)的高度重視，我國(guó)把氫能作為能源發(fā)展的戰(zhàn)略方向，世界各國(guó)也出臺(tái)了氫能發(fā)展的戰(zhàn)略路線圖。氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)推動(dòng)全球能源結(jié)構(gòu)更加清潔高效和可持續(xù)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義，將促進(jìn)形成能源行業(yè)的新賽道和新質(zhì)生產(chǎn)力，也是我國(guó)實(shí)施雙碳戰(zhàn)略任務(wù)的抓手。

氫能及綠氫
氫是一種化學(xué)元素，通常以化學(xué)分子H2存在，具有化學(xué)材料和能源物質(zhì)兩個(gè)方面的屬性。就化學(xué)鍵能而言，氫是單位質(zhì)量含能密度最高的分子，所以，氫能的發(fā)展尤其受到重視。氫因其產(chǎn)生路徑不同而分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫?；覛渲敢曰Y源（主要是煤和天然氣）為原料而生產(chǎn)，其過程伴隨大量CO2生成，例如，煤制氫過程，每生產(chǎn)1噸氫釋放近20噸的CO2；藍(lán)氫指化石資源轉(zhuǎn)化過程副產(chǎn)的氫，或由化石資源制氫、將生成的CO2捕獲封存（CCS），但目前大規(guī)模封存CO2還存在諸多挑戰(zhàn)；綠氫指用可再生能源分解水制氫，此過程不排放CO2。所以，在“雙碳”戰(zhàn)略下，我國(guó)應(yīng)大力倡導(dǎo)綠氫，而逐步淘汰灰氫，一些特殊情況下可使用藍(lán)氫。但目前我國(guó)綠氫尚處于發(fā)展初期，占比還很低，尚沒有作為能源規(guī)模化使用，化學(xué)、材料工業(yè)中大部分氫來自灰氫。
氫能的幾次研究熱潮主要因交通領(lǐng)域的發(fā)展而興盛起來，由于發(fā)展氫燃料電池而帶動(dòng)了氫能的發(fā)展。但是在“雙碳”戰(zhàn)略的要求下，氫源只有利用綠氫，燃料電池技術(shù)才能起到碳中和的作用。
綠氫是電力轉(zhuǎn)化為化學(xué)能源和材料（power-to-x）的必經(jīng)之路，也是實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵。綠氫的制造可通過光解水、電解水等技術(shù)實(shí)現(xiàn)，目前電解水技術(shù)已經(jīng)可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化制氫（單電解槽產(chǎn)能1000方-氫/時(shí)的技術(shù)已經(jīng)成熟，甚至單槽大于3000方-氫/時(shí)）的商業(yè)化生產(chǎn)。其中，電解堿水制氫技術(shù)的發(fā)展尤為迅速，其成本相對(duì)較低，在電解水制氫的成本中只占不到30%，而制氫的主要成本取決于可再生電力的價(jià)格。初步估計(jì)，當(dāng)電力成本低于0.2元/（kW·h）時(shí)，其制氫成本可與天然氣制氫相當(dāng)；當(dāng)電力成本低于0.15元/（kW·h）時(shí)，其制氫成本可與煤制氫相當(dāng)，甚至更低。

氫能發(fā)展技術(shù)及前景
氫能的發(fā)展要突破制、儲(chǔ)、運(yùn)、用幾個(gè)環(huán)節(jié)的限制，除了制備外，儲(chǔ)、運(yùn)和用也非常重要，因?yàn)闅錃怏w積密度很低，不易大規(guī)模存儲(chǔ)和運(yùn)輸，傳統(tǒng)高壓氣瓶的方法儲(chǔ)放氫比較方便，但儲(chǔ)氫量很低，需要發(fā)展輕質(zhì)、耐高壓、安全的儲(chǔ)氫容器?；衔飪?chǔ)氫正在興起，即將氫與化合物反應(yīng)后儲(chǔ)存在化合物中，例如，甲苯加氫合成甲基環(huán)己烷，儲(chǔ)氫量可達(dá)6wt%以上，金屬氫化鎂儲(chǔ)氫理論上可獲得較高的儲(chǔ)氫量（>7wt%），合成氨可儲(chǔ)存17wt%以上氫，特別如合成甲醇可儲(chǔ)氫18wt%以上（包含水汽重整過程中從水中獲得的氫）。其中，甲醇和氨易于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，是值得關(guān)注的儲(chǔ)氫技術(shù)。
氫能發(fā)展的前景在于大規(guī)模應(yīng)用。在我國(guó)提出“雙碳”戰(zhàn)略前，氫能應(yīng)用的焦點(diǎn)集中在交通領(lǐng)域（主要是氫燃料電池），而為了解決碳排放問題，綠氫的應(yīng)用面大大拓展，可以從各種剛性排放CO2工業(yè)過程的源頭上和終端利用綠氫解決問題。例如，冶金過程由于使用焦炭作為還原劑，排放大量CO2，而采用綠氫作為還原劑，則可從源頭上解決冶金領(lǐng)域CO2排放問題，水泥、電力等行業(yè)的終端排放可以通過綠氫還原CO2制取化學(xué)品而得到解決。
利用綠氫還原CO2制取的甲醇稱為“液態(tài)陽光甲醇”（也可稱為電-甲醇、綠甲醇），因?yàn)槠錃淠軄碜蕴柲埽L(fēng)光電制氫），而甲醇在室溫、常壓下為液體，易于存儲(chǔ)和運(yùn)輸，所以這種甲醇等效于將陽光存儲(chǔ)為液態(tài)燃料，稱為“液態(tài)陽光”（圖1）。“液態(tài)陽光”也可是由CO2還原制得的其他燃料，如乙醇、汽油、航空煤油等。
 

“液態(tài)陽光甲醇”之所以在氫能發(fā)展中受到越來越多的重視，主要原因在于以下3個(gè)方面：（1）它是一種儲(chǔ)氫技術(shù)，如前述在眾多化合物儲(chǔ)氫技術(shù)中，甲醇易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，其通過與水汽重整易于把氫釋放出來，且儲(chǔ)氫量比大多數(shù)儲(chǔ)氫化合物的量都大；（2）它是一種高效儲(chǔ)能技術(shù)，可以將風(fēng)光電經(jīng)氫能儲(chǔ)存在甲醇中，可用于電網(wǎng)調(diào)峰，又可離網(wǎng)大規(guī)模消納可再生能源，每噸甲醇儲(chǔ)能約為6000kW·h，10萬噸“液態(tài)陽光甲醇”可消納600~700MW光伏風(fēng)電；（3）直接資源化轉(zhuǎn)化CO2，每噸甲醇可轉(zhuǎn)化1.375噸CO2，生產(chǎn)10萬噸“液態(tài)陽光甲醇”則可轉(zhuǎn)化近14萬噸CO2。同樣，“液態(tài)陽光甲醇”的成本與綠氫成本相關(guān)聯(lián)，當(dāng)可再生電力電價(jià)低于0.15元/（kW·h）時(shí)，“液態(tài)陽光甲醇”的成本與煤制甲醇相當(dāng)，甚至更低（尚沒有考慮碳稅）。

我國(guó)氫能發(fā)展建議
1）大力發(fā)展綠氫，而逐步減少灰氫，在政策上鼓勵(lì)用綠氫代替灰氫，加強(qiáng)綠氫制造和儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的研究。
2）理性布局氫能。氫能的發(fā)展首先要布局其下游應(yīng)用場(chǎng)景，沒有規(guī)?；{氫能的工業(yè)應(yīng)用出口，不可“一窩蜂”上馬制氫項(xiàng)目。
3）氫能的發(fā)展要契合“雙碳”戰(zhàn)略的實(shí)施，大部分剛性排放CO2工業(yè)（如冶金、石化、材料、交通）的碳中和目標(biāo)可通過綠氫得以實(shí)現(xiàn)。
4）通過綠氫將CO2轉(zhuǎn)化為“液態(tài)陽光甲醇”是氫能發(fā)展的重要樞紐，由“液態(tài)陽光甲醇”可以拓展氫能的應(yīng)用領(lǐng)域，形成綠色、低碳新質(zhì)生產(chǎn)力。例如，通過“液態(tài)陽光甲醇”可實(shí)現(xiàn)基本化工原料、精細(xì)化學(xué)品及高端化學(xué)品的綠色、低碳化合成。