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术语表 · 燃料与氢能

绿氢

用可再生电力驱动电解槽电解水制取的氢,直接 CO2 排放接近零。

绿氢通过电解制取:2 H2O → 2 H2 + O2。氢的热值为 33.3 kWh/kg(LHV)或 39.4 kWh/kg(HHV),理论上分解水至少需要 39.4 kWh/kg。实际电解槽系统耗电 50–55 kWh/kg,按 LHV 计系统效率为 60–67%,另外每 kg H2 还要约 9–10 升纯水。

LCOH ≈ (电价 × 52 kWh/kg) + (年化资本支出 + 运维) / 年产量 kg

成本大头是电:电价 30 美元/MWh 时,仅电费一项就约 1.6 美元/kg。2024 年中国以外已建项目的系统资本支出为 1,700–2,500 美元/kW(IEA Global Hydrogen Review),容量系数 40–60%,平准化成本通常为 4–8 美元/kg,而灰氢只要 1–2.5 美元/kg。中国碱性电解系统便宜 50–70%。

按欧盟规则(授权法案 2023/1184),可再生氢必须满足额外性、时间关联(按月,2030 年起按小时)和地理关联要求,全生命周期减排至少 70%,即最多约 3.4 kg CO2e/kg H2。2025 年全球电解装机只有约 2–3 GW,远低于已宣布的计划。可以用绿氢计算器测算成本。

相关术语

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  • 电解槽

    用电流把水分解成氢和氧的电化学装置,是绿氢生产的核心设备。

  • 蓝氢

    以天然气为原料经重整制取的氢,产生的 CO2 大部分被捕集并永久封存。

  • 灰氢

    以天然气为原料、通过蒸汽甲烷重整制取且不做碳捕集的氢;目前占主导、最便宜的制氢路线。

  • 电子燃料(Power-to-X)

    以电解氢为原料、有时结合捕集的 CO2 或氮气制成的合成燃料,如电制甲烷、电制甲醇、电制航煤和电制氨。

  • 氨燃料

    把氨(NH3)这种不含碳的氢载体用作船舶、电厂燃料,以及远距离运输氢的介质。

  • 燃料电池

    不经燃烧,把氢或其他燃料的化学能直接转换为电和热的电化学装置。