氫啟未來(lái)路，綠能賦新篇——評(píng)《綠色制氫技術(shù)》

在全球應(yīng)對(duì)氣候變化、尋求可持續(xù)能源解決方案的新時(shí)代背景下，由化學(xué)工業(yè)出版社2024年6月出版、毛宗強(qiáng)教授等人編著的《綠色制氫技術(shù)》一書(shū)，如同新能源技術(shù)浩瀚海洋中的一座燈塔，照耀著綠色制氫技術(shù)發(fā)展道路。全書(shū)聚焦綠色制氫這一前沿科技領(lǐng)域，全面、系統(tǒng)地闡述了各種制氫技術(shù)的原理、發(fā)展現(xiàn)狀、優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用前景，為推動(dòng)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供了重要的理論支撐和技術(shù)指導(dǎo)。

內(nèi)容豐富全面，全景展現(xiàn)制氫技術(shù)?！毒G色制氫技術(shù)》共17章，介紹了13種制氫技術(shù)，分別是電解水制氫技術(shù)、海水電解制氫技術(shù)、光化學(xué)分解水制氫技術(shù)、核能制氫技術(shù) 、廢水生物產(chǎn)氫、垃圾制氫、生物質(zhì)發(fā)酵制氫技術(shù)、生物質(zhì)熱化學(xué)制氫、醇類(lèi)制氫、烴類(lèi)裂解制氫、氨氣制氫、金屬制氫、硫化氫分解制氫，涵蓋了從這些制氫技術(shù)的基本原理到具體制氫技術(shù)的詳細(xì)論述，為讀者呈現(xiàn)了綠色制氫技術(shù)領(lǐng)域的全景畫(huà)卷。

氫是一種化學(xué)元素，在元素周期表中排位第一。氫的單質(zhì)形態(tài)是氫氣，通常情況下，氫氣無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭。但是，為了標(biāo)記制氫過(guò)程的溫室氣體排放程度，國(guó)內(nèi)外通常將本來(lái)沒(méi)有顏色的氫氣根據(jù)制氫過(guò)程溫室氣體排放的多少，形象地分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫。所謂灰氫，就是由化石能源制取的氫氣，制氫過(guò)程中要排放二氧化碳等溫室氣體。通過(guò)“化石能源制氫+碳捕獲與封存技術(shù)”而獲取的氫氣，被稱(chēng)為藍(lán)氫。由可再生能源通過(guò)電解水或熱化學(xué)等手段獲得的氫氣被稱(chēng)為綠氫，綠氫制造過(guò)程基本上不排放溫室氣體。

正是基于“雙碳”目標(biāo)的考慮，本書(shū)沒(méi)有過(guò)多介紹目前主流的煤炭、天然氣和石油等化石能源制氫技術(shù)，而是側(cè)重綠氫生產(chǎn)工藝與技術(shù)。在本書(shū)編著者看來(lái)，化石能源制氫過(guò)程要排放大量的CO2，得到的也是灰氫，即使用上“碳捕獲、利用與封存”技術(shù)，也不能將這樣制造出來(lái)的灰氫變成綠氫。因此，全書(shū)十分關(guān)注不含碳的供氫載體，如水（包括淡水、海水和廢水）、金屬、氨氣、硫化氫等，介紹的13種制氫技術(shù)基本上也都是生產(chǎn)、制造綠氫的技術(shù)。

在多種可再生能源中，生物質(zhì)能是人類(lèi)能源消費(fèi)的重要組成部分，光合作用每年可將2000億噸的碳固定在生物質(zhì)中，產(chǎn)生3╳1015GJ的生物質(zhì)能，被稱(chēng)為是唯一的一種可再生碳源。據(jù)報(bào)道，2020年，我國(guó)主要生物質(zhì)資源年生產(chǎn)量約為34.94億噸，生物質(zhì)資源作為能源利用的開(kāi)發(fā)潛力為4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。就生物質(zhì)制氫技術(shù)，《綠色制氫技術(shù)》第八章和第九章分別介紹了生物質(zhì)發(fā)酵制氫技術(shù)和生物質(zhì)熱化學(xué)制氫技術(shù)，豐富了生物質(zhì)制氫技術(shù)的方法。

技術(shù)前沿引領(lǐng)，把握行業(yè)發(fā)展脈搏。在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展、日新月異的今天，前沿性是衡量一本專(zhuān)業(yè)書(shū)籍價(jià)值的重要指標(biāo)之一，《綠色制氫技術(shù)》在這方面表現(xiàn)突出。第一作者毛宗強(qiáng)教授自1993年起就開(kāi)始研究氫能與燃料電池，1998起將研究領(lǐng)域擴(kuò)展到儲(chǔ)氫、新型制氫方法、氫能經(jīng)濟(jì)與安全、氫能標(biāo)準(zhǔn)、氫能戰(zhàn)略等與氫能有關(guān)的課題，早在2005就出版了《氫能——21世紀(jì)的綠色能源》一書(shū)，同年更是在《求是》雜志發(fā)文“關(guān)注氫能，發(fā)展氫能”，呼吁我國(guó)高度重視氫能的開(kāi)發(fā)與利用，近十年來(lái)出版了多部與氫能和制氫技術(shù)有關(guān)的學(xué)術(shù)專(zhuān)著，是氫能研究領(lǐng)域的知名學(xué)者?！毒G色制氫技術(shù)》是毛宗強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)30余年來(lái)制氫技術(shù)研究成果的集大成新著，反映了該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外最新綠色制氫技術(shù)研究成果和發(fā)展動(dòng)態(tài)。

作為一種安全、高效、清潔的新型能源，核能的應(yīng)用日益廣泛，核能與不同制氫技術(shù)或工藝相結(jié)合，就可以形成多種核能制氫技術(shù)。本書(shū)第五章“核能制氫技術(shù)”不僅闡述了核能制氫技術(shù)的原理、方法、所用設(shè)備和安全注意事項(xiàng)，還綜述了“核能制氫研發(fā)國(guó)內(nèi)外進(jìn)展”，介紹了美國(guó)、日本、韓國(guó)、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家，以及作為發(fā)展中國(guó)家的中國(guó)在這方面的最新研發(fā)進(jìn)展，同時(shí)還展望了“核能制氫的綜合應(yīng)用前景”。這些內(nèi)容無(wú)疑都具有前沿性，對(duì)我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)政策制定者具有很好的參考、借鑒價(jià)值。

本書(shū)第一章專(zhuān)門(mén)介紹“‘碳中和’目標(biāo)下的制氫技術(shù)”，作者首次提出“綠氫=綠色供氫載體+綠色供能載體”概念，用簡(jiǎn)潔明確的判據(jù)來(lái)界定綠氫；同時(shí)呼吁“人工智能與制氫（應(yīng)）緊密耦合”，認(rèn)為“ChatGPT（將）助力制氫發(fā)展”“電解水制氫技術(shù)前景光明”，預(yù)測(cè)“天然氫有可能商業(yè)化”。這些前瞻性的判斷或預(yù)測(cè)，有助于相關(guān)人員把握行業(yè)發(fā)展脈搏，跟上時(shí)代發(fā)展步伐，推動(dòng)綠色制氫技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用。

理論聯(lián)系實(shí)際，助力技術(shù)落地生根。理論研究與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，是《綠色制氫技術(shù)》的一大亮點(diǎn)，為科研人員、工程技術(shù)人員和相關(guān)產(chǎn)業(yè)人員提供了從理論到實(shí)踐的全方位指導(dǎo)。本書(shū)不僅詳細(xì)介紹每一種制氫技術(shù)的方法、步驟、所用設(shè)備等，還深入講解各自的技術(shù)原理，有的還提出了促進(jìn)制氫技術(shù)發(fā)展的政策建議，力圖使理論與實(shí)際緊密相聯(lián)，促進(jìn)相關(guān)的制氫技術(shù)落地生根，轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。

在理論闡述方面，無(wú)論是化學(xué)熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)在制氫反應(yīng)中的應(yīng)用，還是各類(lèi)催化劑作用機(jī)制的解析，本書(shū)的講解都通俗易懂，以便讀者深入理解綠色制氫技術(shù)背后的科學(xué)原理。在實(shí)踐應(yīng)用方面，編著者更是通過(guò)大量企業(yè)案例、工程實(shí)例和數(shù)據(jù)分析，展示了綠色制氫技術(shù)在不同場(chǎng)景下的應(yīng)用前景。本書(shū)還深入探討了綠色制氫技術(shù)的經(jīng)濟(jì)可行性，通過(guò)成本分析模型和生命周期評(píng)價(jià)等方法，闡述了不同制氫技術(shù)在投資效益、運(yùn)行成本、能源消耗等方面的情況，為相應(yīng)綠色制氫技術(shù)的推廣、應(yīng)用提供了經(jīng)濟(jì)考量，有助于相關(guān)人員在選擇制氫技術(shù)路線(xiàn)時(shí)科學(xué)決策、綜合考慮、統(tǒng)籌安排，推動(dòng)綠色制氫技術(shù)在可持續(xù)發(fā)展框架下的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

我以為，《綠色制氫技術(shù)》的出版對(duì)于推動(dòng)綠色制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。從產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新角度來(lái)看，本書(shū)為科研人員提供了豐富的技術(shù)思路和研究方向，有助于激發(fā)更多創(chuàng)新成果的產(chǎn)生。在產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)方面，本書(shū)可作為高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)、大型企業(yè)相關(guān)人員的教材或參考書(shū)，為培養(yǎng)適應(yīng)綠色制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的專(zhuān)業(yè)人才提供了完整的專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系。從產(chǎn)業(yè)投資決策和市場(chǎng)推廣角度來(lái)看，本書(shū)為投資者和企業(yè)提供了全面、深入的市場(chǎng)分析和技術(shù)評(píng)估，降低了投資風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)了市場(chǎng)信心。

掩卷沉思，多有感慨，謹(jǐn)填《水調(diào)歌頭》詞一首，專(zhuān)向相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員推薦《綠色制氫技術(shù)》一書(shū)。

綠氫新程啟，科技繪宏篇。方法精湛，技術(shù)闡述蘊(yùn)真詮。探取陽(yáng)光無(wú)盡，裂解生物質(zhì)妙，綠色道尤艱。理論踐中悟，前照引航船。

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蘇青，曾任《學(xué)位與研究生教育》編輯部編輯，北京理工大學(xué)校長(zhǎng)辦公室副主任、主任，中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社社長(zhǎng)，繼續(xù)教育學(xué)院暨現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育學(xué)院副院長(zhǎng)，科技導(dǎo)報(bào)社副社長(zhǎng)、副主編，中國(guó)科協(xié)學(xué)會(huì)服務(wù)中心副主任等職。享受?chē)?guó)務(wù)院政府特殊津貼，為新聞出版總署新聞出版行業(yè)領(lǐng)軍人才。