氢能的崛起：绿色氢的潜力与挑战

我们深入探讨了氢能源的奥秘，揭示了绿色氢能源的真谛。这种在大自然中储备丰富、价格亲民且能清洁燃烧的气体，长期以来被寄予厚望，视为未来能源的候选者。然而，氢气的一些固有缺陷如运输困难、使金属变脆以及爆炸性远高于汽油等，一直阻碍着其成为主流能源。但令人振奋的是，近年来“绿色氢”的诞生——一种通过非化石燃料途径制造的氢气，正被视为 实现全球净零排放的有力武器。

“绿色氢”是通过风能、太阳能等可再生能源转化而来的纯净氢气。在数十亿美元的投资推动下，该行业蓬勃发展，生产公司的股价也水涨船高。

△ 氢气的潜力与挑战

氢是宇宙中含量最丰富的元素，但在地球上，它通常以混合物的形式存在，需要能量才能进行分离。一种常见的技术是从水中提取氢气，通过热能和化学反应从化石燃料等有机材料中释放出来。然而，这种方法污染严重，全球氢气生产过程中产生的二氧化碳排放量相当于英国和印度尼西亚两国总和。

幸运的是，还有更清洁的制氢方式。通过电解技术，可以利用一罐水中的强电流将氢分子和氧分子分离。这样产生的氢气被称为绿色氢，因为它完全由可再生能源驱动，如太阳能和风能。 这种氢气生产方式不会排放温室气体，真正实现了低碳环保。

△ 绿色氢的生产与成本

生产绿色氢气的电解技术使用的可再生能源虽然成本较高，但随着技术的进步和规模的扩大，绿色氢的成本将逐步具备竞争力。澳大利亚国立大学的一份报告估计，到本世纪末， 澳大利亚的绿色氢气产量可能降至每公斤3.18-3.80美元，与化石燃料相比将具有成本竞争力。

专家们认为，以这个价格水平，绿色氢气将能够与化石燃料相抗衡。澳大利亚国立大学的物理学家菲奥娜·贝克表示，生产廉价的绿色氢气不存在“技术障碍”，一切都是可行的。

△ 广泛用途与国际市场

绿色氢气具有广泛的用途，它可以通过两种主要方式得以利用。其一，绿色氢气可以经过燃烧，从而释放出热量；其二，它也可以被送入燃料电池中，以产生电能。 绿色氢可应用于发电、交通运输和工业生产，国际市场对绿色氢的需求正逐步增长。

2018年，CSIRO发布了一份报告，详细探讨了氢气的多种潜在应用。报告中提到，氢气可以用于驱动燃料电池电动汽车和卡车，同时还可以驱动由氢气制成的液氨驱动的集装箱船。此外，绿色钢铁炼油厂正逐渐采用氢气作为热源，替代传统的煤炭。氢动力涡轮机则能在电力需求高峰时发电，有助于电网的稳定。同时，氢气还可作为天然气的替代品，用于家庭烹饪和取暖。

△ 储存与运输挑战

然而，尽管氢气具有如此广阔的应用前景，但其未来仍面临诸多挑战。要成为主要的出口商品，必须解决储存和运输氢气的问题。与其它碳氢化合物相比，氢气的体积更大，储存需要特殊条件，如高压或极低温度。 这些条件无疑增加了储存成本，可能达到每公斤60美分至7美元不等，从而降低了其与其它燃料的竞争力。

此外，管道问题也是不可忽视的一环。由于氢原子在压力下尺寸减小，甚至可以穿过固体钢，因此天然气管道通常无法直接用于泵送氢气。为天然气设计的设备，如炉灶和加热器，也需要进行更换或改装以适应氢气。