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2H₂+O₂=2H₂O——這個有關氫氣和氧氣合成水的方程式，是無數人關于化學的第一道印象，也啟發了人們關于氫能塑造清潔社會的美好想象。氫氣作為能源，最終只有水一個產物，可以說是一個零碳、零污染的理想能源。數十年來，人們孜孜不倦探索利用氫能的各種可能，也將氫能利用視為雙碳進程中的重要路徑。那么，氫能究竟有何魅力？我們真的可以利用它來實現降碳嗎？今天讓我們一起走近氫能。

氫能，顧名思義指的就是氫的化學能, 即氫元素在化學變化過程中所釋放的能量，可以通過直接燃燒或燃料電池的電化學反應進行利用。氫能具有零碳、無毒、低污染、單位質量熱值高的特點，相比電力又具備儲運方式多樣的優勢。

氫在地球上主要以化合態的形式出現（即氫氣 H₂），雖然其分布十分廣泛，但我們很難像開采煤、石油那樣直接獲取氫氣，仍需要從水、化石燃料等含氫物質中制得，因此氫能屬于二次能源。一般來說，可以根據制備方式和碳排放情況將制得氫氣分為三類：

① 灰氫。指的是以化石燃料為原料制備的氫氣，生產過程中存在一定的碳排放。目前全球絕大多數制得氫氣為灰氫。

② 藍氫。不同專家學者對其定義并未完全統一，相對狹義的說法中，僅將利用蒸汽甲烷重整制備，并且在生產過程中配合碳捕集、封存和利用技術（即 CCUS，點擊查看：什么是 CCUS？）的氫氣，稱為藍氫；更廣義的說法中，所有在灰氫基礎上采用了 CCUS 技術的制得氫氣都被稱為藍氫。

③ 綠氫。指的是通過可再生能源制氫，生產過程中沒有碳排放產生。綠氫是氫能利用的終極目標，主要通過電解水制備獲取。

除上述三類制得氫氣之外，也有部分專家學者進一步提出了褐氫（或稱“棕氫”，指煤氣化法制氫）、紫氫（或稱“紅氫”，指核能制氫）等概念，但事實上也沒脫離前述范疇，此處便不再贅述。

氫能產業正處于發展階段，其產業鏈主要包括氫氣的制備、儲存、運輸和利用四大環節，每一環節都有多條技術路線可供選擇。以當前研究水平來看，不同技術都有其優缺點，技術路線的最優選擇尚無定論。

據中國科學院院士歐陽明高判斷，氫能具備對可再生電力利用更充分、規模化儲存更經濟、與電池放電更互補、制運儲方式更靈活等特點，是集中式可再生能源大規模、長周期儲存的最佳途徑。從政策保障和應用場景來看，我們已經為氫能的廣泛發展做好了準備。

我國氫能產業發展動能強勁，現有加氫站總量已是世界第一，但我國的加氫站仍大量依賴政府補貼，相比加油站和加氣站的競爭力不足。事實上，放眼國際視角，氫能產業的核心技術和關鍵材料都還有待進一步發展，氫能大規模商業化應用的成熟解決方案也未成型，氫能應用仍存在許多問號。不過，有關氫能的種種優勢，早已為我們擘畫出一個曼妙未來，相信隨著技術和材料研究的持續突破，“氫”這個引領我們步入化學世界的重要元素，也終將敲開零碳社會的大門。