0.2　氫在減排溫室氣體中的重要地位

要實現我國政府提出的到2020年單位GDP的CO2排放減少為2005年水平的40%～45%的目標，氫能有著不可或缺的作用。減少CO2排放的主要途徑包括：節約能源、提高能源轉換及利用效率；調整能源結構，低碳能源；CCS/CCU。氫能在這三個方面都發揮著不可替代的作用。

（1）節能與提高能效離不開氫能

氫能的主要利用方式是燃料電池，通過電化學反應直接將化學能轉化為電能，能量轉化過程中不受“卡諾循環”限制，能量轉換效率很高。一般汽油車從油井到最終車輪的總能源效率僅為13%，而氫燃料電池汽車從油井到車輪的總能源效率可達30%，是汽油車的兩倍多。另外，氫燃料電池的發電效率也高于常規發電技術。在較低的發電功率（0.01～1MW）情況下，普通往復式引擎的發電效率約為30%，燃料電池的效率可達40%；發電功率在1～100MW的范圍內，蒸汽輪機的發電效率也在30%左右，而燃料電池的效率則達到50%～60%；在較高的發電功率（100～1000MW）范圍，IGCC的發電效率最高可達到60%，但如果用燃料電池結合蒸汽輪機還將獲得更高的發電效率。相對傳統能源，氫能的利用大大提高能源利用效率，從而減少化石能源的使用，并最終實現CO2的減排。

（2）調整能源結構，增加可再生能源份額需要氫能協助

在調整能源結構方面，氫能也起著很重要的作用。目前，可再生能源由于時空不穩定使其應用價值大為降低，氫能可以很好地解決這一問題。首先，氫可以將可再生能源的多余電力儲存起來；其次，氫可以將風能的低質量電力變成優質電源；再次，氫能可以使風能免除電網份額的限制；此外，氫能還可將可再生能源的電力變為汽車的動力。可以說，氫能是連接可再生能源和用戶的最好橋梁，將不穩定的可再生能源轉化為穩定的氫能，再將氫能用于汽車或發電，達到調整能源結構的目的，最終實現能源的低碳化，減少CO2排放。

（3）煤的低碳化利用的第一步就是生成氫氣

當前的熱點：碳捕集與埋藏（CCS）主要有三種技術，即燃燒前捕集、燃燒后捕集和燃燒中捕集，其中燃燒前捕集技術在電力生產等方面應用前景廣闊。在這一方法中，化石燃料首先在氣化爐中部分氧化產生合成氣（CO和H2），再經水煤氣變換得到CO2和H2，通過分離，就可以從相對純粹的排氣中捕捉CO2，得到的H2則可以作為燃料或進一步利用。以華能集團綠色煤電IGCC+CCS項目為例，450MW級近零排放電站每年預計可捕集160萬噸CO2。鑒于CCS技術中CO2的儲存較為困難，實際上就是CCS的技術可行性都沒有解決，談不上應用。由此提出CCU技術，即捕集到CO2后的資源化利用。CO2資源化利用的主要方式包括催化加氫、高分子合成、有機合成、電化學法、人工光合成法和分解法等，其中催化加氫最為簡單有效。CO2通過催化加氫，可以得到甲烷、甲醇、乙烯等重要化工產品。目前，CCU的主要問題在于H2從何而來？從傳統的化石燃料來獲得H2顯然是不劃算的，而且對于CO2減排并沒有幫助；如果能夠通過可再生能源如太陽能來獲得H2，再用以固定CO2，將有效減少CO2的排放。CCU的主要問題是商業經濟性，在現階段，其較高的生產成本是主要壁壘。