自碳达峰与碳中和被提出以来，各方都在积极为减少二氧化碳排放量做努力，尤其是石化企业。
近日，中国石化宣布旗下的新疆库车绿氢示范项目已经顺利产氢，这也是我国首次实现万吨级绿氢炼化项目。值得一提的是，这次的项目已经完全完全能够实现全产业链贯通。其中，项目产出的氢气将会直接被输送到中国石化塔河炼化，这就能够完全替代现如今的天然气化石能源制氢技术。
值得一提的是，为了完成绿氢项目，中国石化新星公司不仅在新疆建设了光伏发电基站，而且还建设的输变电线路、电解水制氢技术、氢气储存输送以及相应配套的基础设施。事实上，这些设施都是完全有必要的，因为这都是光伏制氢所必须的步骤。
光伏制氢是一种利用太阳能驱动的方法来制取氢气。主要包括以下三个步骤：太阳能收集、光电转换和水电解。
第一步是太阳能收集。太阳能是通过太阳辐射传输能量的形式，可以通过太阳能收集器或太阳能电池板来捕获。太阳能收集器通常由多个太阳能电池板组成，这些电池板中包含着多个太阳能电池。当阳光照射到电池板上时，太阳能电池中的半导体材料会将光能转化为电能。
第二步是光电转换。光伏电池会将太阳能转化为直流电。光伏电池通常采用硅材料制造，其中的PN结构能够将光子的能量转化为电子的能量。当太阳光照射到光伏电池上时，光子被电池中的半导体材料吸收，并激发电子跃迁到高能态，从而产生电压和电流。这些电流可以被用来供电给水电解系统。
第三步是水电解。水电解是将水分解成氢气和氧气的过程。在水电解系统中，水被引入电解池，该电解池包含正极和负极。正极接收来自光伏电池的电流并施加正电压，负极接收电流并施加负电压。正极吸引阴离子(OH-)，并通过电解将水分解成氧气释放，而负极则吸引阳离子(H+)，并通过电解将水分解成氢气释放。氢气可以被收集起来，并用作能源或进行储存。
光伏制氢具有清洁、可再生的特点，是一种环保的能源转化技术。它可以利用太阳能来产生氢气，无需耗费化石燃料，并且不会产生温室气体和污染物。与此同时，原先的天然气化石能源制氢技术则会产生大量的二氧化碳。据悉，绿氢项目建成之后，可以帮助中石化每年减少约48.5万吨的二氧化碳排放量。
为什么天然气化石能源制氢技术会产生如此多的二氧化碳？
需要知道，当天然气用于制氢时，通常使用的方法是蒸汽重整。蒸汽重整是一种热化学反应，通过在高温下将天然气与水蒸汽反应，产生氢气和二氧化碳。
蒸汽重整过程主要分为三个步骤：
蒸汽与天然气混合：首先，天然气（主要成分为甲烷）和水蒸汽被混合在一起，一般以3:1的比例进行混合。这个步骤通过加热和压缩来实现，确保天然气和蒸汽的混合均匀。
催化反应：混合的天然气和水蒸汽进入催化剂床。在高温（通常在-摄氏度）和催化剂（如镍）的作用下，反应会发生。甲烷和水蒸汽产生反应生成氢气和一氧化碳（CO）。这是一个放热反应，生成的氢气会随着反应温度的上升而增加。
水-气变换和净化：反应产物包含氢气、一氧化碳和剩余的甲烷。为了提高纯度，需要经过水-气变换反应和其他净化步骤。水-气变换反应将一氧化碳转化为二氧化碳和氢气。
然后，再通过净化步骤去除残余的一氧化碳、二氧化碳和杂质来提高氢气的纯度，以满足不同应用的要求。
最终，通过蒸汽重整过程，天然气被转化为高纯度的氢气供应。然而，这个过程也会产生大量的二氧化碳作为副产品。也正是因为这一愿意，绿氢项目的出现就显得极为重要，甚至可以说是具有里程碑式的意义。
需要知道的是，氢气是一种全球需求量极大的可再生能源。据相关资料显示，年全球氢气需求量超过万吨。其中，我国是全球最大的氢气消费国，去年的需求量为万吨左右，占全球30%的份额。值得一提的是，美国和中东分别占14%、12%。
然而，去年全球用于交通运输的氢气需求却仅仅只有3万吨左右，人们更多的仍旧是使用由石油炼制而成的汽油或柴油。然而，石油终归是不可再生资源，且在使用过程中会产生大量的二氧化碳，进而造成全球变暖，导致全球气候变得不规律。
可以设想，如果氢气的产量放大10倍、倍，如果全世界都开始将石油替换为氢气，那么全球变暖的这个世界性难题是不是就被轻而易举的解决了一部分？
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