什么是氢分级？它有何用处？

在世界各国努力遏制全球变暖的背景下，氢能在脱碳进程中发挥着重要作用。随着人们对这一关键清洁能源的关注度日益提升，诸如“绿氢”、“蓝氢”和“灰氢”等色彩斑斓的术语已逐渐融入日益复杂的可持续发展流行语词汇中。但颜色编码系统究竟意味着什么？它为何如此有用？

氢气作为燃料的使用已有两个多世纪。尽管如今全球成千上万的车辆和机器都由氢燃料电池驱动，但氢气生产的复杂性和成本在过去阻碍了其大规模应用。

氢是宇宙中最丰富的元素，但它并非自然存在。氢必须通过将其从其他元素（例如水或化石燃料）中分离出来才能生产。分离方法多种多样，每种方法消耗的能量和产生的温室气体排放量也各不相同。

作为一种清洁能源，通过生产方法来区分氢气对于全面了解其对环境的影响至关重要。 

为什么会出现氢“彩虹”？

对于那些不从事或不熟悉清洁能源行业的人来说，氢彩虹是一种简单的方式来了解这一令人兴奋的能源解决方案的选择。值得注意的是，所有氢气都是一种看不见的无色气体。不幸的是，实际上没有氢的可见颜色是粉红色、黄色或绿松石色的。

相反，颜色是分类和记住氢类型的便捷工具。

用于标记生产方法的颜色——虽然不反映科学特性——在某些情况下是有意义的，而在其他情况下则是任意的。绿色氢气，不出所料，是最可持续、对环境影响最小的选择。与此同时，青绿色氢气因其生产工艺介于绿色和蓝色之间而得名。随着创新型氢气生产方法的引入，氢气彩虹的色彩不断延伸。

绿色氢气

绿色氢没有碳排放，是利用太阳能、风能和水力发电等可再生能源电解水而产生的。 电解槽利用电化学反应 将水分解成氢和氧的成分。

绿色氢气是唯一一种在生产过程中实现零有害排放的氢气。虽然绿色氢气的益处显著，但其生产成本更高，且仅占氢气产量的极小部分。随着绿色氢气领域的新进展和创新，其价格将会下降，使用量也将增长。

绿色氢能是 Accelera™ by Cummins 电解器技术的主要重点。Accelera 电解器采用质子交换膜 (PEM) 技术，在加拿大贝坎库尔积极生产绿色氢能，其 90 兆瓦 (MW) 系统。最近，Accelera 宣布了一项 与 bp 合作投入使用的 100MW 系统。

黄氢

黄氢是绿氢的一个子集，是通过太阳能产生的电解产生的。 

灰氢

灰氢是由天然气（通常是甲烷）通过一个称为 蒸汽甲烷重整 （SMR）。最常见的制氢方式是灰氢，占美国氢气产量的95%，成本最低。该过程中产生的温室气体未被捕获。

蓝色氢

与灰氢一样，蓝氢也依赖于SMR的传统工艺。

关键区别在于碳捕获与封存 (CSS) 的使用。CSS 可以捕获重整过程中产生的二氧化碳并将其封存在地下。这在技术上降低了排放门槛，但封存碳袋中甲烷和氢气的直接泄漏令人担忧。

蓝氢因CSS而被称为低碳，但围绕SRM与CSS的结合是否可以真正被视为“低碳”工艺仍存在争议。

绿松石氢

加入氢光谱的新颜色之一是绿松石色氢。绿松石介于绿色和蓝色氢之间，是通过甲烷热解过程产生的。这是一个高温过程，在催化剂存在下将甲烷转化为氢气和固体碳（如煤或生物质）。不会产生一氧化碳或二氧化碳排放。

虽然目前尚未证明绿松石氢具有大规模影响，但如果科学家能够找到利用可再生能源为热过程提供动力并充分利用或储存碳副产品的方法，它就有可能成为一种低排放解决方案。 

粉红氢

粉红氢利用核能来为生产它所需的电解提供燃料。核反应堆的高温提供了额外的好处——极端的热量产生的蒸汽可用于电解或以化石气体为基础的蒸汽甲烷重整以其他形式的氢气生产。

棕色和黑色氢

黑氢和棕氢代表了传统的制氢工艺——煤的气化。黑煤（无烟煤和烟煤）每单位能量的二氧化碳排放量低于褐煤（褐煤），但这并不意味着黑煤气化是可取的。它仍然是对环境破坏最大的制氢工艺。 

白氢

白氢是一种天然存在的地质氢，存在于地下矿床中。大学、企业以及研究和政策组织正在探索这种氢的潜力及其开采影响。

天然存在的氢也被称为“金”氢，但金氢可能很快就会成为自己的类别。尽管围绕它仍然存在争议，但金氢是从枯竭油井中发现的发酵微生物中提取氢。 

彩虹的影响

氢气可以为家庭、交通和工业提供清洁燃料和热能。但其绿色环保属性取决于其生产方式。尽管彩虹标志在某些地方因过度简化生产过程的细微差别而受到批评，但它无疑帮助人们了解了各种选择及其优缺点。这些颜色使人们更容易记住这些可能复杂的信息，了解哪些选择是最佳的，并更好地理解这一激动人心的全新清洁能源解决方案。