筆者在宏觀與行業(yè)觀察者中已經(jīng)分析很多種行業(yè)的預期包括技術(shù)路線筆記,。

這次,，筆者再次將氫能源路線分享給讀者們。

高比例可再生電力系統(tǒng)

雙碳目標下,，高比例可再生電力系統(tǒng)提上日程,。

未來，可再生能源,，化石能源,，新型儲能系統(tǒng)，必將三腳鼎立,，形成一個穩(wěn)定可靠的高比例可再生電力系統(tǒng),。

高比例可再生電力系統(tǒng)中電化學儲能（如鋰電池）是保障電力供應的重要一環(huán)。

但受限于無法長時連續(xù)運行的特性,，僅依靠鋰電池（或其他具有類似特性的儲能技術(shù)）來增加可再生發(fā)電容量并不是一種成本效益高的脫碳電力系統(tǒng)策略,。

然而，氫能源的優(yōu)點非常顯著：

一是可以逐步替代燃煤電站,，為系統(tǒng)提供高效能的全時域儲能,，填補風,、光電能間歇性造成的系統(tǒng)功率缺額，支撐電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行,；

二是利用其700攝氏度以上工作溫度的特點,，可以與汽輪機組成聯(lián)合循環(huán)機組，為電力系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)動慣量,；

三是其輸入不僅可以是氫能,，還可以是天然氣、煤氣和沼氣等燃料氣,，通過固體氧化物燃料電池前置的重整裝置可以將氫能和二氧化碳分離,，實現(xiàn)二氧化碳回收和零碳發(fā)電。

那么綠色氫能從哪里來,？

無碳氫循環(huán)

筆者閱讀了一些文獻,，將筆記整理如下：

 一、海風綠氫

根據(jù)沿海地區(qū)能源特點,，建立風電制氫和核能 制氫基地可滿足未來綠色氫能的發(fā)展趨勢,，大規(guī)模供應無碳氫。

風電制氫從棄風制氫的輔助并網(wǎng)模式 轉(zhuǎn)變?yōu)閷Ｒ恢茪涞姆遣⒕W(wǎng)模式,，可提升制氫的轉(zhuǎn)換 效率和經(jīng)濟性,。

非并網(wǎng)模式下，綜合考慮不同水電解制氫的設(shè)備成本及技術(shù)特點,，堿性水電解設(shè)備為 主并以 PEM 水電解設(shè)備輔助的方案或許具有較好應用前景,，可深入研究分析。

二,、核能+LNG+海風

利用第四代核能系統(tǒng) 的高溫核熱,，高溫熱化學循環(huán)分解水制氫和高溫蒸 汽電解制氫可實現(xiàn)核能到氫能的高效轉(zhuǎn)化，可在未來應用于大規(guī)模無碳產(chǎn)氫,。

依托 LNG 接收站經(jīng)驗建立液氫港口,，成為國際液氫集散中心，有利于發(fā)展國際氫能貿(mào)易,。

聯(lián)合風電制氫,、核能制氫、液氫港口,，耦合形成沿海特色氫源基地,，可發(fā)揮氫作為實體能源的優(yōu)勢， 助于氫實現(xiàn)對石油的替代,，有利于向無碳社會過渡,。

在 LNG 接收站，LNG 氣化過程中存在大量具有 回收價值的冷量,。

若是將氫出口港和 LNG 接收站聯(lián)合建設(shè),，可考慮利用 LNG 氣化過程的大量冷能對氫 液化循環(huán)進行預冷,，可在解決 LNG 冷能利用問題的同時，有效降低氫液化的能源需求和資本成本,。

三,、液態(tài)太陽燃料

李燦院士課題組致力于太陽燃料的研究，即利用太陽能等可再生能源通過光催化,、光電催化和電解水獲得氫氣,，再通過 CO2 加氫制甲醇等燃料以及烯烴、芳烴等化學品,，從而實現(xiàn)可再生能源和 CO2 的資源化利用,。

 ZnZrOx 固溶體催化劑具有優(yōu)異的二氧化碳加氫制甲醇性能，其中 Zn 和 Zr 分別對 H2 和 CO2 的活化起到關(guān)鍵性作用,。

李燦院士課題組系統(tǒng)研究了 ZnO 基催化劑和 ZrO2 基催化劑,，并發(fā)現(xiàn) MaZrOx(Ma=Cd,Ga) 固溶體催化劑也具有優(yōu)良的 CO2 加氫制甲醇性能。

以太陽能為代表的液態(tài)太陽燃料技術(shù)路線圖

1,，能量源頭是太陽能等可再生能源，

2,，可利用水將太陽能存儲在 H2 中,，

3，也可進一步利用 CO2 將太陽能存儲在CH3OH 中,，

4,，CH3OH 可直接作為能源，也可運輸?shù)叫枰膱龊吓c水重整放出 H2,，

5,，最終 H2 以燃料或燃料電池的形式將能量供給人類。

6,，釋放過程中,，CO2密閉環(huán)境中可以直接吸附，壓縮回收,！

整個過程只消耗太陽能,，水、二氧化碳僅充當能量的媒介且可實現(xiàn)完美循環(huán),，而 H2 和甲醇則充當了能量的載體,，這是一條能源清潔利用的完美路線。

陽光甲醇,，被稱為液態(tài)太陽燃料,！

四、碳捕捉

液態(tài)陽光路線,，也提供了一條額外二氧化碳捕捉的途徑,。

五,、甲醇+水重整制氫

甲醇+水，釋放出氫氣和二氧化碳,，從而給燃料電池提供氫,。

完美的液體太陽能

1，安全

在危險性上,，甲醇的危險性總和為28級,，遠遠小于汽油，柴油和天然氣的危險性,，甲醇是相對最安全的燃料,。

2、擺脫技術(shù)進口依賴

甲醇燃料電池采用的高溫質(zhì)子膜對氫氣的純度以及相應的配套設(shè)施的要求,，也是它與傳統(tǒng)的氫燃料電池相比具有優(yōu)勢,。

而且在傳統(tǒng)的氫燃料電池路線上，中國也缺乏核心技術(shù),，特別像加氫,，儲氫，燃料電池等核心技術(shù)大部分依靠進口,，缺乏核心競爭力,。

3、負碳生產(chǎn)過程

氫氣+二氧化碳=甲醇的過程中,，氫氣：二氧化碳比例是1：1.375,，因此制造甲醇的過程是一個負碳排放過程。

而甲醇冷卻存儲過程還可以吸附更多二氧化碳,，形成一個額外的碳捕捉過程,。

最終，各種綠色氫能源獲取途徑最終可以合一,，都可以以甲醇CH3OH為中間存貯,、運輸載體，以實現(xiàn)氫能源的長距離安全運輸,，以及加氫站的安全儲存,，從而完美解決氫能利用的瓶頸！

甲醇+水重整制氫也為中國氫能發(fā)展打開了空間,！