當前，全球氣候變化對國際能源形勢產生了極為重大的影響，清潔、低碳或零碳排放已經成為世界新能源發展的主流方向。以可再生能源制氫為代表的“綠氫”越來越引起人們重視，與此同時，又有一個新概念——“金氫”出現。從綠氫到金氫，整個氫能產業的發展新概念洶涌。

何謂金氫？

金氫是天然氫，就是在地殼中某些區域天然存在的氫分子匯集而成的。金氫是以一種安全、清潔、低成本的方式進行利用的，這種氫可能比其他類型的制氫方式更可持續，更能被環境所接受。這就是為什么我們稱它為“金氫”。這也是為了區分藍氫、綠氫、灰氫、粉氫這些不同制取方式而產生的氫氣。

氫是地球上最豐富的化學元素，宇宙的75%物質都是氫，然而，人們在地球上少有發現大規模獨立存在的地下氫氣資源。它一般只與其他化學元素結合而存在，如與氧氣結合的水或與碳結合的有機化合物，如天然氣。所以氫通常不被看成為一種基礎能源，而是作為一種類似于電的能量載體，也就是說，它像電力一樣，需要通過物理或化學過程來產生它。

天然分子氫是由一系列地質和生物過程產生的，這些過程發生在地殼淺層和深層。一些產生的氫氣在滲出到地表時可以被檢測到。由地球內部作用產生的天然氫在地質文獻中已經被討論了100多年，但是直到Helios與Professor's建立了一項聯合研究計劃，人們才開始意識到，對于金氫的探索和利用也是有可能實現的。

“金氫計劃”已出爐

最近，美國HWT的科學家正在發展另一類綠氫計劃---“金氫”計劃，并且已經獲得顯著的進展。基于這個低能耗“金氫”技術，可通過特殊催化材料部分分解水資源產生氫氣，從而減少分解水的能耗。該技術可利用不同的連續加熱源（如，工業余熱、廢熱蒸汽、低谷電和各種地熱），提供連續穩定的可轉化能源，在不同的溫度,通過加熱催化材料，驅動水分子催化部分分解生產氫氣，降低了能耗。

該水熱催化過程不同于電解過程，不需要堿性電解質，只要用過濾的清水，即可以達到低能耗生產。基于這項技術，水熱催化制氫的成本（已經接近大約1美元/kg-H2的美國能源部目標）相當于當前天然氣制氫和煤制氫成本，經濟上非常具有競爭力，并且可以達到零碳排放。

利用該技術，人們可以讓過濾的海水或河水流入特制的催化反應器以較低的能耗部分分解水連續提取其中氫氣，并通過燃料電池或燃氫發電機發電。由于此技術可以隨時隨地用水制氫，有望最大限度地避免使用不安全的高壓儲氫罐和高壓輸氫管道，最終構造一個安全、低成本和零碳排放氫能和氫能發電系統。

目前美國的科學家正在開發大規模水熱催化制氫及發電與供暖一體化系統。據悉，未來建造一個100萬千瓦的水基氫能發電系統，總投資成本有可能約為50~80億元。相比之下，目前建造一個100萬千瓦的燃煤發電廠總投資也要大約50~80億元。但由于海水免費，不需要采購煤炭，也不會排放任何二氧化碳和硫-氮氧化物污染，只排放水蒸氣，發電成本將非常低廉，永久綠色可持續，環保效益巨大。

休斯敦未來中心的首席執行官Brett Perlman說：“Cemvita工廠致力于建立一個聯盟，將金氫商業化，并將重工業轉型為凈零經濟，這表明休斯敦公司可以在低碳能源創新方面發揮領導作用。中心正在建立一個利益相關者聯盟，包括Cemvita及其合作伙伴，致力于將休斯敦地區發展為清潔氫中心。Cemvita的工作表明，休斯頓在能源行業的深厚專業知識可以推動這一努力。”

金氫將攜手綠氫為零碳目標邁進

從上文的論述中我們不難發現，金氫的成本比綠氫低得多，與天然氣制氫的藍氫相比，又更低碳環保，其發展優勢非常明顯，有人甚至為此擔心，金氫技術的推廣普及會影響綠氫產業的發展。

國際能源網/氫能匯（微信公眾號：h2-2005）認為，我們對此不必太過擔心，因為從需求量看，無論是全球還是中國，對于氫氣的產能需求量都是非常巨大的，這樣廣闊的市場給與各類制氫技術充足的發展空間。

國際能源署發布的預測報告顯示：到2070年全球對氫的需求將達到5.2億噸。作為應對氣候變化、加快能源轉型的重要舉措，越來越多的經濟體越來越重視發展氫能產業。

國際氫能委員會近期發布的報告還顯示：2021年2月以來，全球已啟動131個大型氫能開發項目。預計到2030年，全球氫能領域的總投資將達到5000億美元。世界能源理事會預測，到2050年，氫能將占全球最終能源消耗的25%。世界氫能產業發展如火如荼，各國氫能應用范圍不斷擴大，規劃戰略也在陸續公布。

截至2020年底，全球已有約70個在建的綠氫項目，其中GW級項目已超20個。近幾年，美洲、歐洲、亞洲、大洋洲的主要經濟體競相出臺各種氫能戰略。

目前，我國已經是世界上最大的氫能生產國和消費國，每年氫產能約4000萬噸。全球投入運營的煤氣化廠達130座，其中80%位于我國。國家能源集團擁有煤氣化爐80座，年產氫氣總量達800萬噸，約占全球氫氣總產量的12%。然而，在中國有超過60%的氫來自于完全屬于灰氫的煤制氫，也就是說，它是通過地球上污染最嚴重的技術獲得的。

因此無論是綠氫還是金氫都是我們非常渴望規模化發展的制氫技術。

目前許多光伏、風電企業也瞄準“光伏制氫”或者“風電制氫”，以期解決這些電力的消納問題。國家在剛剛發布的氫能發展中長期規劃中也明確了可再生能源制氫到2025年要達到10-20萬噸的發展目標，但從這個份額與氫能整體的需求對比來看，僅靠綠氫難以滿足我們對于低碳氫的需求量。

因此選擇金氫與綠氫并行發展的戰略，更有利于我們早日實現“雙碳”目標。未來，“金氫+綠氫”將成為全球實現碳中和的長遠發展方向。這種方式一方面，可以在能源供給側和消費側完成“煤炭+石油+天然氣”向“金氫電氣化”的轉換；另一方面，還能借助“金氫與水儲能”，建立全新的零排放綠色能源供應。

以水熱催化制氫為基礎的金氫技術已經解決了高能耗和成本問題，下一步需要全新政策推動、全新產業整合和全新市場優化方式推進，在未來十到十五年的時間里，金氫和綠氫并駕齊驅，將成為我國實現碳中和目標的制勝法寶！