2022年是中國氫能產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的起始元年，隨著氫能知識的普及，政策紅利的陸續(xù)出臺，科學技術的不斷迭代，人們越來相信氫氣會給社會發(fā)展和經(jīng)濟結構帶來巨大變革，也期待著環(huán)境因此不斷被改善，清晨醒來推開窗，都能看到藍天白云。

在宇宙中，氫元素的含量高達70%多，那么如何將氫元素轉化成氫氣，在用以轉化成能量呢？我們今天來潛講一下目前氫氣的幾種主要生產(chǎn)來源，根據(jù)不同的生產(chǎn)制作工藝，人們也生動地用不同顏色的氫，來形容它的碳排放屬性。

黑氫/粽氫

由煤制成的黑氫/粽氫通常通過氣化生產(chǎn)，煤氣化基于部分氧化（POX），其中一部分煤或含碳物質在氣化爐中，壓力下與定量氧氣一起燃燒，產(chǎn)生含氫氣、一氧化碳、二氧化碳和其他氣體混合的合成氣，然后添加蒸汽使水煤氣與一氧化碳變換反應，產(chǎn)生額外的氫氣。

灰氫

天然氣制灰氫可以通過甲烷重整生產(chǎn)，包括蒸汽甲烷重整（SMR）和自然重整（ATR），簡單的說，SMR工藝就是將天然氣和蒸汽引入反應器，反應器由周圍熔爐提供的熱量加熱，熔爐燃燒天然氣和多余的空氣，天然氣被轉化成氫氣和一氧化碳，在通過水煤氣變換反應器和變壓吸附器將一氧化碳轉化成二氧化碳，將氫氣從合成氣體中分離出來。ART是基于POX和SMR技術的結合，使用純氧代替空氣。

藍氫

將CCS技術（CCS技術是指通過碳捕捉技術，將工業(yè)和有關能源產(chǎn)業(yè)所生產(chǎn)的二氧化碳分離出來，再通過碳儲存手段，將其輸送并封存到海底或地下等與大氣隔絕的地方。）添加到黑氫/粽氫/灰氫的幾種技術中生產(chǎn)的即是藍氫。

綠氫

是利用可再生能源太陽能/風能/核能等發(fā)電后轉化為電能，將電能通過電解水制氫設備轉化成氫能。因其制取過程中只產(chǎn)生水，碳排放可以達到凈零。故綠氫被稱為最純正的綠色新能源。

電解水制氫在基本層面上，電解通過施加電流將水（H2O）分解為H2和O2，目前電力制氫又分為四種主要技術。

（一）堿性電解水技術

目前該技術已是最為成熟的方法，堿性電解水技術是以KOH、NaOH水溶液為電解質，如采用石棉布等作為隔膜，在直流電的作用下，將水電解成氫氣和氧氣。制造商專注于提高性能、降低成本和擴大規(guī)模。

（二）質子交換膜（PEM）技術

與堿性電解技術相比，PEM電解池用質子交換膜代替了石棉膜，傳導質子，并隔絕電極兩側的氣體，避免了堿性電解液所帶來的缺點。同時，PEM電解池的體積更為緊湊，結構方面零間隙，極大降低了電解池的歐姆內阻，提升了整體性能。

（三）固體氧化物電解水（SOE）

該技術的主要特點是工作溫度高（500-900℃）、效率高以及使用蒸汽代替液態(tài)水，目前該技術已商業(yè)化，但在規(guī)模和成熟度方面遠遠落后于堿性電解水技術和質子交換膜技術。

（四）陰離子交換膜（AME）

目前該技術是最新開發(fā)的技術，尚未實現(xiàn)相關規(guī)模的商業(yè)化，該技術在設計方面與質子交換膜技術有許多相似之處，但使用更便宜的材料。

目前國內的氫氣更多是黑氫/粽氫，這和我國經(jīng)濟結構發(fā)展有很大關系，但隨著國家提出碳達峰碳中和的偉大宏偉目標，在此方針政策下，我國優(yōu)秀的科學家和商業(yè)資本，一直在不斷努力實現(xiàn)綠氫/藍氫的技術瓶頸突破和產(chǎn)業(yè)規(guī)模化，隨著時間的推移，技術的更新，規(guī)模化的成本降低，相信未來一定是綠氫經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的天下。