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术语表 · 燃料与氢能

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。

全球每年生产约 97–100 Mt 氢(IEA Global Hydrogen Review 2024–2025),大部分是灰氢。约三分之二来自天然气重整,其余大多来自煤气化(有时称为褐氢或黑氢,主要在中国)和炼油厂副产氢。低排放氢仍不到产量的 1%。

蒸汽甲烷重整中,甲烷与蒸汽在镍催化剂上、700–1,000°C 和 3–25 bar 条件下反应,再经水煤气变换和变压吸附提纯。每 kg H2 约需 165 MJ 天然气(约 0.45 MMBtu),按 LHV 计转换效率为 70–75%。

直接排放 ≈ 9–10 kg CO2/kg H2;计入上游天然气供应 ≈ 10–13 kg CO2e/kg H2

煤气化制氢排放约 20 kg CO2/kg H2。制氢行业每年共排放约 900 Mt CO2,与德国和英国排放量之和相当。

成本主要是天然气:气价 3 美元/MMBtu 时,灰氢约 1 美元/kg;按欧洲 35 欧元/MWh 的气价,不计碳价约为 2–2.5 欧元/kg。主要用途是炼油(约 40%)、化肥用合成氨(约三分之一)和甲醇。这些现有用途的脱碳,是绿氢和蓝氢近期最主要的市场。

相关术语

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  • 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。

  • 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。

  • 天然气

    主要成分为甲烷的化石燃料,用于发电、工业和民用供热,也是制氢和制氨的化工原料。

  • 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。

  • 碳价

    通过碳税或排放交易体系,对每吨 CO2e 排放收取的费用,让排放造成的气候损害进入市场价格。