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摘要：研究人员对不同类型的制氢技术的碳排放进行了比较生命周期分析，包括灰氢（SMR），蓝氢（SMR-CCS），绿松石氢（TDM）和绿氢（PEM电解），结果表明，只有绿氢符合制氢技术的RED II气候影响极限。

关键词：制氢、碳排放、生命周期评估（LCA）、CCS技术、绿氢

2024年1月3日，芬兰LUT大学的研究人员对不同类型的制氢技术的碳排放进行了比较生命周期分析，包括灰氢（SMR），蓝氢（SMR-CCS），绿松石氢（TDM）和绿氢（PEM电解）。

灰氢通过蒸汽甲烷重整（SMR）生产，这是一种高温过程，其中蒸汽与碳氢化合物反应，产生氢气并产生二氧化碳副产品。通过使用碳捕获和储存（SMR-CCS）来减少排放产生的氢气被称为蓝氢。绿松石氢通过甲烷的热分解（TDM）产生，形成氢气和固体碳。

灰氢、蓝氢和绿松石氢使用天然气生产，绿氢则使用水和可再生电源生产。天然气原料来自与俄罗斯连接的管道路线以及通过美国的液化天然气（LNG）路线。

生命周期评估（LCA）结果显示：

灰氢排放最高，LNG路线的排放更高，每千克H₂为13.9千克CO₂当量，而管道路线为每千克H₂12.3千克CO₂当量。
蓝氢由于采用碳捕获技术，排放较低（管道路线每千克H₂为7.6千克CO₂当量，LNG路线为每千克H₂9.3千克CO₂当量）。
绿松石氢排放最低（管道路线每千克H₂为6.1千克CO₂当量，LNG路线为每千克H₂8.3千克CO₂当量）。如果使用可再生甲烷源，如沼气或生物质产生的甲烷，还可以进一步降低绿松石制氢技术的排放。
气候变化影响显示，与GWP100相比，灰、蓝和绿松石氢的GWP20增加了12-25%。
使用风能生产的绿氢排放最低（每千克H₂为0.6千克CO₂当量），而太阳能排放较高（每千克H₂为2.5千克CO₂当量）。

尽管绿氢在未来似乎更可取，但可能需要过渡技术或备用方案来解决未来可再生能源波动的问题。

蓝和绿松石氢的生产可能是中期解决方案，直到实现100%绿色可持续氢的长期解决方案。现有的SMR工厂可以进行改装以添加碳捕获和储存（CCS）以生产蓝氢，与灰氢相比，这将使气候变化影响减少25-40%。除了CCS技术外，还需要适合捕获的CO2的储存地点。

最终，研究结果表明，只有绿氢符合制氢技术的RED II气候影响极限。

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【视角】不同制氢模式碳排放的比较生命周期研究