关于氢能你应该知道的8件事

我们采访了理查德·戴森io咨询一位面包师休斯 - 麦克德摩特合资企业和IO首席顾问Mary Snowdon，关于运营商应在加入氢革命之前考虑的关键问题。这是他们的顶级提示的候选名单。

1.不是所有的氢都是一样的:你的氢是什么颜色的?

根据制造过程，“人造”氢有四种颜色。

褐色氢是由煤通过水和热产生的，煤可以气化数百年。在这个过程中，化学物质发生反应产生城镇煤气，现在更常见的是合成气。合成气包含一种气体的混合物，这些气体通过化学蒸馏来制造氢气。

灰氢或黑氢来源于化石燃料，其中大部分是通过天然气的蒸汽-甲烷重整(SMR)生产的。这是最便宜的生产氢，排放几乎总是在没有碳捕获到位的情况下释放。

蓝色氢也由化石燃料产生，但碳捕获和储存（CCS）用于处理CO₂在生产中产生的。蓝色也适用于从化石燃料中产生的氢，在过程中其他地方的碳排放“抵消”，或者可变可再生能源(VRE)。

绿色氢通常是通过电解生产的，由可再生能源提供动力。这种方法既是成本最高、排放最低的生产方法，也是降低成本潜力最大的方法。

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2.氢并不新鲜:为什么是现在呢?

氢是当今能源领域的热门话题，但它的生产、使用和存储都非常复杂。

“大约10年前，氢作为一种能源载体出现，但当时世界还没有做好准备。更广泛的社会和政府最近认识到气候变化是绝对真实的，必须加速能源转型，这是我们作为人类正在面临的更大的生存危机，尽管有大流行。io咨询公司的首席执行官理查德·戴森说。

他补充说:“我们现在也知道，实现净零排放的方法不是所有东西都电气化或从所有东西中捕获排放:我们必须在有意义的地方去碳化，而氢气显然是这一领域的领跑者。”

3.基础设施建设是关键。

将天然气转化为氢气以使其脱碳的最大优势和最具吸引力的因素之一是对现有基础设施的再利用。当前项目的目标不是建立一个全新的氢基础设施，而是了解转化工作的技术和商业限制。

例如，钢流线的氢致开裂(HIC)可能是一个问题。天然气网络在处理20%甚至60%的氢气方面有丰富的经验，这些氢气来自于用氢气运输的石油的旧气化方法。在英国，整个网络正在被塑料管取代，而塑料在运输氢气方面也存在问题。因此，该行业必须进行与转换有关的真正技术可行性问题。

“例如，英国政府推出了两项举措，评估将气体网格转化为氢气的适用性：H21在分析现有网络是否可以高达100％，H100正在分析新构建系统的要求。''解释玛丽斯诺登。

4.位置,位置,位置!

今天，将氢气用于能源生产设施的过程面临着与氢气在世界上的位置有关的挑战。

第一个挑战是，在转换或生产设施附近具有可再生能源的氢气过程至关重要：因此，项目需要非常定位。例如，IO团队刚刚开始工作客户项目在特立尼达和多巴哥该项目中大约25%的氢来自可再生资源，其余则来自碳中和过程。

第二个挑战可能更难解决:用于生产氢气的电解过程在效率和支持可再生能源的多样性方面存在差异。需要权衡利弊。

第三，这个过程非常含水。该过程中使用的水需要脱矿质化，因此需要纳入水源和水处理过程。

基于这些关键挑战，位置评估是氢可行性研究的第一步:作业者需要考虑所有这些因素，然后再决定是否继续进行，因为他们知道氢可能并不总是可行的。这就是系统工程方法必不可少的地方，以理解整个流程的所有相互依赖关系。

“像日本这样的国家有激进的减排目标，但是他们的地理位置并不适合对绿色氢的大量可再生能源需求。因此，需要建立类似于液化天然气的氢气出口市场。”斯诺登峰说。

国际能源署估计如果用绿色能源生产目前使用的全部氢气，将需要3600太瓦时的电力，比欧盟每年的总发电量还要多。“我们必须同时使用绿色和蓝色的氢。我们还需要考虑哪些项目和地点允许使用蓝氢，哪些需要绿色，因为蓝氢需要一种方法来存储捕获的碳。我们的团队在io咨询可以帮助客户确定哪种类型的氢气生产是可行的一个地区和项目。玛丽·斯诺登补充道。

5.专注于难以减弱行业和运输。

氢不是灵能转变的灵敏度：它是溶液的一部分。当与可再生能量集成到当前系统中时，如果脱碳，氢气在脱碳时具有重要作用。

国内供热、重型运输(公共汽车、重型货车、火车、航运)和重工业(钢铁、采矿)都有脱碳的真正机会。

氢也可以用来脱碳能源和动力。利用现有的涡轮机械技术，可以混合更多的氢，而贝克休斯等公司正在不断突破极限，以实现目前最安全、最清洁的选择。阅读更多相关内容在这里。

6.石油和天然气技术是可转移的。

氢转换场景中的技能考虑是这这是油气行业真正的机会。“我们是一个流程工业，氢的生产和管理是天作之合。拥有工艺技术的贝克休斯和拥有EPC领域专业知识的McDermott (io咨询的母公司)都参与了多年的氢项目。它并不新鲜，尤其是在精炼方面。”戴森提到。

许多短期到中期的氢的使用将围绕工业应用，因为这些部门拥有直接可转移的技能:石油和天然气专业人员习惯于安全标准，并了解碳氢化合物加工的复杂技术难点。使用氢来减少CO₂很难减少的重工业的排放是有道理的，因为技术技能已经在那里了。

经验丰富的化学工程师已经拥有所需的技能和工具，他们在大学学到的知识以及设计整个氢气生产设施的工作。‘’This is where the Baker Hughes compression domain expertise makes sense,’’ Mary Snowdon emphasizes, ‘’almost every process in the hydrogen production facility is a process which has been utilized extensively in the oil and gas industry whether that be water treatment, gas dehydration and compression, oxygen treatment and liquefaction, piping design… etc. the only new aspect for an engineer with a background in oil and gas is the electrolysis process. ‘’ With the right people collaborating and technical fidelity involved, very complex projects will be managed successfully.

7.数字化的作用

从石油和天然气行业转移技能的危险是带来所有的好事，也是所有的坏事和习惯。

戴森坚持认为:“我们不应该像往常一样做生意:我们需要一种不同的方式来执行项目，回到行业的数字化时代。”

定义数据科学家在能源转型项目中的角色，以及行业如何实现“数字美元”是至关重要的。他补充称:“在这个市场潜力高达数十亿美元的领域，我们必须改变设计、规划和交付项目的方式。”

更多关于数字和行业人才的未来在这里。

8.打破采用的障碍。

在能源系统中采用氢的障碍可能是多方面的。

首先，在一个已经生产氢气的工业综合体中，运营商的主要关注点将是增加可再生能源的使用，将灰色氢气转化为绿色氢气，而位置可能是真正的障碍。

其次，一些障碍存在转化为天然气电网。每个国家的现行监管制度都提出了切实的挑战。以英国为例，天然气网络立法规定，人们可以在天然气中混合的最大氢气量为1.4%。各国现在都面临着改变立法的艰巨过程。这样的组织氢委员会正在教育立法者，并推动法规的变化，以克服当今氢采服的障碍。

最后，公众对氢的认知也是一个问题。尽管人们普遍认为，氢的安全性并不比碳氢化合物差。它的行为有所不同，但对公众的危害并不比汽车中的汽油或管道中的天然气大。“我们必须意识到，氢解决方案并不全是绿色的。它将是蓝氢和绿氢的混合物以满足要求，”戴森警告说。