综述：可再生能源驱动制氢技术路径的对比评估与未来展望

《Processes》：Comparative Assessment of Renewable Hydrogen Production Pathways

　　

摘要

全球向低碳能源系统的转型大大增强了对氢气作为清洁能源载体的关注。然而，将氢气作为燃料使用的环境效益在很大程度上取决于其生产过程，因为传统的基于化石燃料的方法伴随着大量的温室气体排放。在这方面，利用可再生能源生产氢气（即所谓"绿氢"）已成为可持续能源系统的有前景的解决方案。本研究评估了由太阳能、风能、水电和地热等可再生能源电力驱动的电解水制氢，以及基于生物质质的热化学和生物制氢。太阳能和风能电解水制氢目前在技术成熟度、可扩展性和成本之间提供了最有利的平衡，平准化成本根据资源质量和电价不同，约为3.8至11.9美元/千克H₂。相反，基于生物质质的工艺运行效率更高，但面临材料和可持续性方面的限制。新兴技术（例如海上风力发电驱动的电解水）显示出显著的长期潜力，但仍受限于成熟度较低。本文强调了加速向可持续氢能经济过渡所需应对的关键挑战和未来研究方向。