清洁氢是一种多功能的能源载体和原料，具有改造和脱碳许多行业的潜力。它是通过电解产生的，它使用电将水分解为氢和氧，或者通过化石燃料与蒸汽或受控量的氧气反应产生。如果它是用低排放或零排放源生产的，它可以帮助脱碳。

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澳大利亚可以建立经济上可持续的国内和出口氢工业。氢气可以替代天然气作为低排放的热能和电力来源，并用于运输。它还可以用作氨、化学品、石化、合成燃料、玻璃制造和金属加工的具有成本竞争力的原料。

什么是清洁氢？

氢气有很多种，根据它们的生产方式，每一种都用不同的颜色表示。

一方面是黑色和棕色氢气，它在制氢过程中使用黑煤，对环境破坏最大。蓝色氢气是使用蒸汽重整从天然气中生产的，而最常见的氢气生产形式灰色氢气是使用蒸汽甲烷重整 (SMR) 从天然气或甲烷中产生的。

另一方面是通过更清洁、更环保的方式生产氢气，特别是电解。电解是一种电化学反应，可将水分解为氢和氧，在此过程中排放零二氧化碳。

粉红色氢是通过核能供电的电解产生的，而黄色氢是一种相对较新的品种，通过使用太阳能通过电解产生氢。

绿色氢是通过电解产生的低排放或零排放电力，因此不会排放有害的温室气体。它是使用来自剩余可再生能源（例如太阳能或风能）的清洁电力制成的。

清洁氢气只占氢气总量的一小部分，因为它的生产成本很高，但预计随着它变得越来越普遍，价格会下降，就像我们在其他技术中看到的那样。

CSIRO 的路线图

由澳大利亚国家科学局 CSIRO 制定的国家氢路线图是该国氢工业发展的蓝图。它旨在量化与天然气相关的经济机会，以及如何实现这些机会。

它的主要目标是为工业、政府和研究等利益相关者之间的下一系列投资提供信息，以便它可以继续以协调的方式进行扩展。

低排放氢价值链中已经有几项成熟的技术，为实现经济可持续发展的行业开辟了道路。虽然还有更多的研究和开发工作要做，但这种复杂程度意味着澳大利亚正在努力激活市场而不是技术开发。

但是有障碍，其中包括缺乏支持性基础设施和供应氢气的成本。这些都可以通过公共和私营部门价值链上的战略投资来克服。

尽管氢工业在经济上是可持续的，但它需要政府的快速启动。它还需要在基础设施、氢气生产、储存和运输方面进行大量投资。

路线图显示，有必要评估氢气的目标价格，以确保其与其他能源载体和原料相比具有竞争力。还需要考虑行业的当前状态，即基础技术和基础设施的成本和成熟度。

氢能留下自己的印记

该路线图确定了材料成本驱动因素以及投资的关键优先事项和领域，以使氢能在每个确定的市场中具有竞争力。氢气的独特之处在于它可以同时为多个来源提供服务。例如，一个制氢厂可以根据基础设施、政策和需求在许多应用中获得协议。

氢能做出宝贵贡献的一个领域是管理向电网中更高比例的可变可再生电力的过渡。这将有助于克服与该国能源间歇性相关的挑战，并提供优化可再生能源使用的机会。它还将在防止供应冲击方面发挥作用。

另一种是作为工业原料。使用清洁氢气作为工业原料涉及直接置换由 SMR（蒸汽甲烷重整）产生的氢气作为生产的强制来源。在该反应中，天然气中的甲烷与蒸汽和催化剂一起加热，产生一氧化碳和氢气的混合物，用于有机合成和作为燃料。

氢气已在石化工业中用于处理和提炼原油，但由于澳大利亚对进口精炼燃料产品的依赖日益增加，近年来这一比例一直在下降。然而，为了减少这种依赖并使运输部门脱碳，氢可用于处理源自生物质的燃料。

随着世界向低碳经济过渡，清洁氢作为氨和其他化学品（如甲醇）的输入可能会更新对这些产品的需求。

结论

到 2025 年，全球氢市场预计将达到 1550 亿美元，并且应该能够在运输和偏远地区电力系统等应用中以成本为基础进行竞争，到 2025 年将显着降低成本。

氢出口产业的发展对澳大利亚来说是一个巨大的机遇，它受益于丰富的自然资源，并且可能成为当地工业和更广泛的能源部门的潜在“游戏规则改变者”。