氢气从何而来，又有几种颜色？

2022年是中国氢能产业大发展的起始元年，随着氢能知识的普及，政策红利的陆续出台，科学技术的不断迭代，人们越来相信氢气会给社会发展和经济结构带来巨大变革，也期待着环境因此不断被改善，清晨醒来推开窗，都能看到蓝天白云。

在宇宙中，氢元素的含量高达70%多，那么如何将氢元素转化成氢气，在用以转化成能量呢？我们今天来潜讲一下目前氢气的几种主要生产来源，根据不同的生产制作工艺，人们也生动地用不同颜色的氢，来形容它的碳排放属性。

黑氢/粽氢

由煤制成的黑氢/粽氢通常通过气化生产，煤气化基于部分氧化（POX），其中一部分煤或含碳物质在气化炉中，压力下与定量氧气一起燃烧，产生含氢气、一氧化碳、二氧化碳和其他气体混合的合成气，然后添加蒸汽使水煤气与一氧化碳变换反应，产生额外的氢气。

灰氢

天然气制灰氢可以通过甲烷重整生产，包括蒸汽甲烷重整（SMR）和自然重整（ATR），简单的说，SMR工艺就是将天然气和蒸汽引入反应器，反应器由周围熔炉提供的热量加热，熔炉燃烧天然气和多余的空气，天然气被转化成氢气和一氧化碳，在通过水煤气变换反应器和变压吸附器将一氧化碳转化成二氧化碳，将氢气从合成气体中分离出来。ART是基于POX和SMR技术的结合，使用纯氧代替空气。

蓝氢

将CCS技术（CCS技术是指通过碳捕捉技术，将工业和有关能源产业所生产的二氧化碳分离出来，再通过碳储存手段，将其输送并封存到海底或地下等与大气隔绝的地方。）添加到黑氢/粽氢/灰氢的几种技术中生产的即是蓝氢。

绿氢

是利用可再生能源太阳能/风能/核能等发电后转化为电能，将电能通过电解水制氢设备转化成氢能。因其制取过程中只产生水，碳排放可以达到净零。故绿氢被称为最纯正的绿色新能源。

电解水制氢在基本层面上，电解通过施加电流将水（H2O）分解为H2和O2，目前电力制氢又分为四种主要技术。

（一）碱性电解水技术

目前该技术已是最为成熟的方法，碱性电解水技术是以KOH、NaOH水溶液为电解质，如采用石棉布等作为隔膜，在直流电的作用下，将水电解成氢气和氧气。制造商专注于提高性能、降低成本和扩大规模。

（二）质子交换膜（PEM）技术

与碱性电解技术相比，PEM电解池用质子交换膜代替了石棉膜，传导质子，并隔绝电极两侧的气体，避免了碱性电解液所带来的缺点。同时，PEM电解池的体积更为紧凑，结构方面零间隙，极大降低了电解池的欧姆内阻，提升了整体性能。

（三）固体氧化物电解水（SOE）

该技术的主要特点是工作温度高（500-900℃）、效率高以及使用蒸汽代替液态水，目前该技术已商业化，但在规模和成熟度方面远远落后于碱性电解水技术和质子交换膜技术。

（四）阴离子交换膜（AME）

目前该技术是最新开发的技术，尚未实现相关规模的商业化，该技术在设计方面与质子交换膜技术有许多相似之处，但使用更便宜的材料。

目前国内的氢气更多是黑氢/粽氢，这和我国经济结构发展有很大关系，但随着国家提出碳达峰碳中和的伟大宏伟目标，在此方针政策下，我国优秀的科学家和商业资本，一直在不断努力实现绿氢/蓝氢的技术瓶颈突破和产业规模化，随着时间的推移，技术的更新，规模化的成本降低，相信未来一定是绿氢经济产业的天下。