最近這段時間，氫能可謂是正火熱的話題了，小編也給大家帶來過不少“綠色氫氣”和海上風電制氫項目的信息。

（來源：微信公眾號“歐洲海上風電”ID：EU_offshore 作者：甄志）

在歐洲正在如火如荼地推進海上風電制氫及氫能經濟的時候，遠隔大西洋另一頭的加拿大也沒有閑著，他們正在研究一種顛覆性的制氫方式。如果這一全新的方式得以實現，則意味著將在經濟性上全面擊垮現有的所有制氫方式，每公斤氫氣價格僅為目前最便宜的化石燃料重整制氫的十分之一。

一家名叫Proton technologies的加拿大的初創企業計劃利用地下石油、天然氣和煤層大火來生產清潔的氫氣。對，你沒有聽錯，在地下礦層中放火，聽起來十分瘋狂，但該公司正在為這項名為HHE（Hygenic Earth Energy）的概念技術進行實際測試。如果這一技術被驗證成功，將提供一種利用現有油田“大規模、低成本、零排放”生產氫氣的解決方案。這樣不但可能會革命性地改變全球能源行業，還將會對新興的可再生能源“綠色”制氫形成致命打擊。

HHE概念技術的原理其實十分簡單：首先將空氣或氧氣泵入地下石油、天然氣儲層或煤層中，并點燃碳氫化合物使之在地層中燃燒；當燃燒溫度達到500°C以上時，再注入水蒸汽與碳氫化合物反應生成合成氣，即一氧化碳和氫氣的混合物；進一步向合成氣中添加額外的水進行反應，產生二氧化碳和更多的氫氣；最后采用其專利的鈀合金膜（僅允許氫擴散通過金屬晶格）將除氫氣以外的氣體，包括二氧化碳和其他雜質保留在地下。

一般來說，石油礦井在采空后會有70%的余留，這類剩余的石油獲取難度大，其開采經濟性差；同樣天然氣井也會有大約20%的殘留。Proton公司開發的HHE技術則可利用這部分枯竭或廢棄的、經濟性上不適于繼續開采的油氣礦井。由于這些“尾礦”已經建設了完備的基礎設施，且有完整的地勘資料，因此可以采用HEE技術快速變為為“氫氣礦”，從而產生意想不到的價值。這對于歐美一些老工業基地，無疑是帶來了重生和復興的希望。

另一方面，在全球范圍內，重油的資源基礎比常規石油大幾倍，但重油（如焦油砂）的萃取和加工十分昂貴，且其熱值較輕質原油低，并會產生更多的CO2。同時，一部分重油儲層的含水量大于40%，這對于普通開采來說十分不利，但卻十分適合HEE。因此，如果HHE技術能夠應用于這些重油礦儲，則對世界經濟和環境都將產生重大影響。

根據Proton公司所預測的，HEE的制氫成本低至每公斤0.10-0.50美元，甚至遠低于目前最便宜的甲烷重整制氫的成本（1~1.80美元/kg，IEA數據），同時“解決”了后者每制1噸氫所排放的9-12噸CO2。

根據彭博社的報道，如今可再生能源電解制氫的成本在2.50至6.80美元/kg，未來規模化后，預測2030年“綠色”氫氣的成本可降低到1.40美元/kg，2050年則可降低至0.80美元/kg。如果Proton能夠證明HHE技術的可行，那將會在未來幾十年內使可再生能源制氫變得不再經濟，并會大大遏制其規模化的速度。

目前，Proton公司已在薩斯喀徹溫省的Superb油田開始了實際測試，該油田位于地表以下700米，其中包含2億桶重質原油。研究第一階段，Proton將在地表測試其鈀合金膜，下一階段則將根據需要在地下使用該專利技術，以在更大的現場測試中將CO2保持在地表以下。

小編不得不說，這一方式確實簡單粗暴，相當于直接在礦內“蓋了”化工廠，在地底下完成化石能源重整和二氧化碳捕獲及封存，從源頭堵住了排放源。當然，小編也著實為這一技術捏一把汗，如此的方式是不是會對產生一些不可控的危害或次生災害呢？不知道海粉們有何獨到見解呢？

氫能產業鏈可分為上游的氫氣制取，中游的氫氣儲運和下游的氫氣利用。其中對于氫氣制取，目前成熟的技術路線包括：

以煤炭、天然氣為代表的化石能源重整制氫

以焦爐煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業副產氣制氫

電解水制氫

其他的生物質制氫和太陽能光催化分解水制氫等技術路線仍處于實驗和開發階段，尚未達到工業規模制氫要求。根據中國氫能聯盟預測，未來國內氫氣供給將逐步轉化為利用可再生能源電解制氫的方式。

氫氣儲運一直是用戶端供氫成本難以下降的重要原因之一，氫氣作為已知最輕的元素，不論壓縮和液化都十分困難。目前主要的存儲及運輸方式包括氣態、液態和固體金屬儲氫等。其中高壓氣態儲氫已得到廣泛的應用。

可以實現未來清潔能源利用變革的關鍵技術在于下游氫氣應用中的燃料電池技術。燃料電池根據運行溫度可分為高溫燃料電池、中高溫燃料電池和低溫燃料電池；根據電解質和燃料不同可分為質子交換膜燃料電池（PEMFC）、堿性燃料電池（AFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）和磷酸燃料電池（PAFC）。其中質子交換膜燃料電池具有運行溫度較低、功率密度高的特點，十分適用于汽車應用場景，是目前研發最為火熱的技術之一。