氢的颜色-灰色,蓝色和绿色氢的生产,储存,和使用

随着越来越多的强调清洁、可再生能源在全球范围内,能源生产商正在利用氢气作为电源来源。虽然已经显示氢气在整个发电频谱上具有不同的应用,但必须首先将其加工成有用的形式。

本文将讨论如何在工业规模上综合不同形式的氢气。

氢颜色是什么意思?

虽然已经确定氢是一种清洁的能源,但合成氢的过程是能源密集型的,会产生大量的碳。不同颜色的氢描述了由独特过程产生的气体的形式。至少有四种不同的颜色归因于氢是由不同的原料和工艺产生的。

氢气可以通过下面的颜色进行分类。

  • 布朗氢
  • 灰色氢
  • 蓝色的氢
  • 绿色的氢

氢气的生产过程

氢气可以使用不同的技术和基质进行商业生产。然而,这些过程中的大多数都会产生大量的碳,造成环境问题。

此外,所有氢气产生方法都是能量密集型的。通过在制造过程中掺入脱碳来制备氢合成可以更有效和环保。

关键生产技术取决于甲烷的蒸汽重整,煤的气化。

什么是绿色氢?

在对商业上有用的氢气进行分类时,绿色氢气处于领先地位。这种形式的天然气是使用可再生能源产生的清洁燃烧燃料,没有任何碳排放作为其合成的副产品。

制造绿色氢的典型过程是通过电解将水分解成其组成元素。为制造过程提供的电力将被用来通过在电解槽的阳极上引起氧化反应(电子损失形成氧气)和在电解槽的阴极上引起还原(电子获得形成氢气)来将水分解成氢气和氧气。

绿色氢气可以通过三个主要的电解生产:

  1. 碱性电解
  2. 固体氧化物电解
  3. 使用质子交换膜。

什么是蓝色氢?

蓝氢是另一种有用的气体形式,它通过限制排放的技术来吸收和储存大部分的碳副产品。天然气和其他化石燃料通常是制造商用氢气的基质。

将碳捕获、利用和存储过程纳入气体合成循环将重新利用任何产生的碳,使其在氢制造过程中重用,或将其存储以备将来使用。

创造蓝氢的过程首先从天然气或煤炭产生的基材的利用,然后经历气化或蒸汽甲烷重整,然后进行碳捕获,利用和储存(CCU)。该方法的最终产品是具有低二氧化碳排放的蓝色氢气,由生产产生。

蓝氢与绿色氢气

蓝色和绿色氢之间的主要比较是由它们合成产生的碳排放。虽然在零碳排放的最环保过程中产生绿色氢气,但CCUS技术用于限制创造蓝氢时释放的排放。

什么是灰色氢?

灰色氢可以与蓝氢类似,但关键差异是没有碳捕获,利用和储存。灰色氢由蒸汽甲烷重整过程产生,培养大量碳。

氢是如何储存的?

需要对不同形式的氢气进行适当的储存,特别是在绿色氢气的情况下,在原料来源、合成和使用之间可能会出现滞后。

在大量氢气的主要储存方案中是天然地质形成:含水层,盐和岩洞,以及耗尽的天然气藏。在这四种存储选项中,盐洞是为产生的气体提供最佳存储空间的最合适的替代方案。

如何使用脱碳氢?

脱碳氢有三个主要的工业应用:

  • 发电
  • 工业加热
  • 工业原料

发电

脱碳氢提供了像风和太阳一样的其他低碳动力源提供可行的替代品,这可能受到天气条件的影响,因此是间歇性的。脱碳氢可用于以有效且响应于需求的方式产生电力。

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工业加热

许多工业过程需要高温来制作最终产品。脱碳氢可用作消防工业窑,驾驶化学反应和锻造金属部件所需的足够量的热量来源。

工业原料

脱碳氢可以作为一种有效的燃料来驱动工业机械和工艺。脱碳氢作为一种原料气体,可用于替代产生碳的化石燃料,对环境造成负面影响。

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