目前全球已有超過130個（gè）國家和地區提出了“碳中和”或“零碳”目標且大部分計劃在2050年實現，如歐盟、英（yīng）國、加拿大、日本等。
據相關統計，2國已實現碳中（zhōng）和，6國已（yǐ）立法，處於立法階段的有歐盟地區和其（qí）他5國，另有20國（含歐盟國（guó））發布了（le）正式的政策（cè）宣示，提出目標（biāo）但尚處於討論過程（chéng）中的（de）國家和地區近100個。
中（zhōng）美這兩個排放大國也都做出（chū）了碳中（zhōng）和承（chéng）諾。美國重返《巴黎協議》並承諾在2050年實現碳中和；2020年9月習近平主（zhǔ）席在第75屆聯合國大會上宣布，中國二氧化碳排放力爭2030年前達到（dào）峰值，2060年前實現碳中和。
為實現（xiàn）碳中和目標（biāo），許多國家和地區製定減排路線圖，通（tōng）過立法、投資及（jí）稅收等政策措施推（tuī）動減排行動。這（zhè）些政策和措施根據實際情（qíng）況各有側重，主要包含六個方麵：
中國是最大的（de）發展中國家，也是（shì）碳排放大國，要實（shí）現在2060年前碳中和的目標任重道遠（yuǎn）。為了履行對（duì）世界的莊嚴承諾，中國迅速行動。
低碳發展的重點是（shì）能（néng）源結構轉（zhuǎn）型，能源生產與利用加快向更（gèng）清潔、低碳的（de）方向轉變。在各國和地區碳（tàn）達峰、碳中和政策的（de）引導推（tuī）動下能源結構轉型有望加快推進，化石能源生產與利用將麵臨更嚴格的碳（tàn）排放約束，非化石能源逐漸成為能源增量主力軍。
氫能資源豐（fēng）富、熱值高、使用（yòng）無汙染，被視為理想的清潔能源，是實（shí）現碳中和的重要途徑，將在全球能（néng）源新格局中扮演重要角色。
氫能發展所帶來的（de）巨大（dà）市場潛力和科技創新是提高綜合國力和新經濟競爭力的（de）有力支撐，因而其開發與利用受到全球普遍關注。
許多（duō）國家都在（zài）加快推進氫能源技術的研發和產業化布局，美國、歐（ōu）盟、日本都出（chū）台相應的氫能戰略規劃，日本甚至提出了“氫能社會”的宏（hóng）大（dà）構想。
中國國內氫能發展也方興未艾，在（zài）交通、工業（yè）、建築、電力等重點用能行業有望迎來較大發展空間，為（wéi）這些（xiē）碳排放重點領域減排脫碳發（fā）揮作用。
1、氫能加快推動交通運輸領域的清潔化轉型
交通（tōng）運輸是社會經濟（jì）發展的重要組成部分，也是能（néng）源消耗和溫室氣體（tǐ）排放大戶，占碳排（pái）放比重非常高。
歐盟委員會稱運輸業（yè）對歐盟GDP貢獻率僅約（yuē）5%，但其二（èr）氧化（huà）碳排放量約占歐盟溫室氣體排放總量的四（sì）分之一。
IEA報告指出，2020年一季度全球石油（yóu）需求（qiú）下降5%，對應碳排放（fàng）量下降4.5%；其中公路運輸和航空活動的減少貢獻了石油需求下降量的近 85%。2020 年下半年隨著交通運輸逐步恢複，碳排放（fàng）量也隨之開始（shǐ）反彈。
近年來氫燃料電池商用車發展較快，中國、日本、德國、韓國、美國等國家加快燃料電池汽車加氫站的布局建設（shè），有（yǒu）力推進氫燃料電池產業化。
除了（le）商用車，航（háng）空和海運也在（zài）積極探索（suǒ）氫能應用。氫（qīng）能在交通運輸領域的應用發展無疑將極大推動該領域的廣泛（fàn）、深度脫（tuō）碳。
2、氫能（néng）促（cù）進工業領（lǐng）域的脫碳減（jiǎn）排
氫在工業上（shàng）主（zhǔ）要用於煉油、化（huà）工和鋼鐵行業（yè）。在煉油和化工（gōng）行業氫氣除（chú）了（le）作為燃料還是重要原料（liào），主要用於加氫處理、加（jiā）氫裂化和脫硫。如果煉油和化工業大量（liàng）采用甚至全（quán）部使用綠氫，對於工藝過程（chéng）脫碳有顯著影響。
中國石化第一個綠氫煉化項（xiàng）目——鄂爾多斯1萬t/a綠電製氫項目計劃2022年建成投產（chǎn），項目（mù）利（lì）用可再生電力電解製氫，所製氫氣供中天合創煤（méi）化工項目。該項目對於綠氫煉化有示範意義，大大有利煤（méi）化（huà）工降碳減排。
鋼鐵（tiě）是（shì）工業碳排放大戶（hù），當（dāng）前煉鋼多采用（yòng）焦炭作為鐵礦石還原劑。為了解決碳排放（fàng）問題（tí），鋼鐵（tiě）行業開始探索氫冶金技術，用氫代替焦炭和51吃瓜网作為還原（yuán）劑可基本消除煉鐵和煉鋼過程中的絕大部分碳排放。
如果隨著可再生能源成本下降，在軋鑄環節使用可再生能源發電，最後基（jī）本可實現鋼鐵（tiě）生產的近零排放。
3、氫能助益建築（zhù）領域（yù）的（de）節能碳排
建築行業實現碳中和的主要途徑（jìng）就是（shì）打造綠色建築，探索燃料電池熱電聯產，采用燃料電池發電（diàn）技（jì）術（shù），以（yǐ）氫能完（wán）全或部分替代市政電（diàn）網、51吃瓜网等傳統（tǒng）能源，滿（mǎn）足建築對冷、熱、電、生活熱水等各種能源的需（xū）求。
這種燃料電池在建築領（lǐng）域的應用不僅提高能（néng）源利用效率，而且能起到建築用能和采暖降碳的作用，效果顯著。
早在2009年在東京燃氣公司與鬆下集團共同研發的家庭（tíng）熱電聯供係統項目就已正式投入商業應用，這些燃料電池被安裝在公（gōng）寓以及普通住宅內，可以不依賴（lài）電網獨立運行。
2020年歐委會發布了“革新（xīn）浪潮”倡議，提出2030年所有建築實現近零能耗；國內近（jìn）年來也興起這種綠色建築理念，並有示範項目的報道。
4、氫能助力電力行（háng）業（yè）的綠色轉型（xíng）
電力行業是用能大戶也是碳排放大戶，碳排放約55%來自電力行（háng）業，而電力行業碳排放80%來自燃煤發（fā）電。為實現碳中和目標，全球多個國（guó）家均已采取措施降（jiàng）低煤電比重（chóng），重點發（fā）展可再（zài）生能源發電。
近年來以（yǐ）光（guāng）伏（fú）發電為代表的可再生能源（yuán）發電成本顯著下降（jiàng），規模經濟將發揮作用，成本有望進（jìn）一步下降（jiàng），從而推動該（gāi）領域可持續（xù）發展。
然而（ér），可再生能源中風電、光伏具（jù）有顯著的間接性和波動性特點，大規模（mó）並網之後會（huì）對電力係統和電網穩定性產（chǎn）生衝擊。
可再生（shēng）電力製氫可實現清潔電力到氫能的大規模儲存，是解決可再生能源消納、平抑波動性和（hé）間歇性的（de）重要手段（duàn）。可再（zài）生能源與儲能係統的結合不（bú）僅可以有效提升可再生能源發電可靠性和穩定性，同時可以顯著降低電力係統的碳排放，助力碳（tàn）中和目標的（de）實現。
根據製備過程中的二氧化碳排放情況，氫被分為“灰氫”、“藍氫”和“綠氫（qīng）”。有大量二氧化碳排放的氫氣（qì）被稱為“灰氫”；將二氧化碳通過捕集（jí）、利用和封（fēng）存（CCUS或CCS），大幅減少工藝過程碳排放的氫氣被稱為“藍氫”；幾乎不產生（shēng）碳（tàn）排放的氫氣即（jí）“綠氫”。
氫氣製取（qǔ）工（gōng）藝按原料路線來分有（yǒu）化石燃料製氫（51吃瓜网製氫、煤炭製氫等（děng））、富氫氣體製氫（合成氨生產尾氣製氫、煉油廠回收（shōu）富氫氣體製（zhì）氫、焦爐煤氣中氫的回（huí）收利用等）、甲醇製氫（qīng）、水電解製氫、生物製氫等。
目前世界上商業用氫絕大部分是（shì）從煤、石油和51吃瓜网（qì）等化石（shí）燃料製取，過程中有大量碳排（pái）放，製得的氫氣為“灰氫”或“藍氫”；隻有水電解製氫可以（yǐ）製得“綠氫”，具（jù）體過程是（shì）以水為（wéi）原料，在催化劑作用下通過電能使水分解成（chéng）氫氣和氧氣，製（zhì）氫過程具有鮮明的低碳環保特點。如（rú）果使用的電能是（shì）由可再生能源（例如太陽能或風（fēng）電）產生，整個製（zhì）氫環節完全零排放，製得氫氣（qì）就是“綠氫”。
綠氫才（cái）能真正助力碳中（zhōng）和目標實現。氫能發展的驅動力是氫能利用終端零排放能助力交（jiāo）通運輸、工業、動力燃料和建築等碳排放大戶實現大（dà）規模脫碳（tàn）。既然氫能作為實現碳中和的重要抓手，那麽氫氣全生命周期（qī）的碳排放，尤其是（shì）製取（qǔ）過程的碳排放（fàng）應受到關注。
在綠氫、藍（lán）氫和（hé）灰氫中（zhōng），灰氫製取過程（chéng）碳排放（fàng）非常嚴重；藍氫是灰氫通過（guò）CCUS處理（lǐ）後的氫，雖（suī）然二氧化（huà）碳（tàn）排放大幅（fú）下降但其前身是灰（huī）氫，製取過程中產生的二（èr）氧（yǎng）化碳並沒有消失，隻是通過CCUS封存；隻有（yǒu）綠氫（qīng）幾（jǐ）乎無（wú）碳排放，所以真正能高效助推碳中和的是綠氫。
2020年5月，歐（ōu）洲10家行業領先公司與行業協會一起共同（tóng）推出了“選擇（zé）可再生氫”倡議，呼籲歐盟為能源係統集（jí）成和氫（qīng）戰略做出正確（què）選擇，充分挖掘可再生電力潛力，使歐洲完全（quán）脫碳。
在推進（jìn）綠氫發（fā）展、助力碳中和實踐中，許多國家（jiā）已邁出積極步伐。
2020年10月8日，全球首個（gè）千噸級液態太陽燃料合成示範工程項（xiàng）目在蘭州新區綠色化工園（yuán）區順利通過連續72小時現場（chǎng）考核。
該項目也是我國第一個太陽能燃料生產示範（fàn）工程，由中國科學院李燦（càn）院士團隊主導，蘭（lán）州新（xīn）區石化產業投資公司、蘇州（zhōu）高邁新（xīn）能源科（kē）技、中科（kē）院大連化物所三方合作開發建設。
該項目計劃（huá）年產1400噸甲醇（chún），由（yóu）太陽能光伏發電、電（diàn）解水製（zhì）氫及二氧化碳加氫合成甲醇三大係統單元組成，通過（guò）裝機規模為10MW的光伏發電單元向2台1000m3/h的電解槽供電實現電解水製氫，所製取的氫氣與汽化後的二氧化碳在催化劑作用下反應合成甲醇。
瑞士蘇黎世（shì）聯邦（bāng）理工學院（ETH）近（jìn）年來一直在進行太陽能合成燃料和太陽能（néng）熱存儲的研發。繼2019年成功開發利用太陽能和（hé）空氣（qì）合成（chéng）液態燃料後（hòu），近來成功開發高溫儲（chǔ）能技術，這種技術將首次實現1000℃以上的高溫太陽能熱量（liàng）的經濟高效和可擴展存（cún）儲。
旗（qí）下Synhelion公（gōng）司正與伍（wǔ）德（Wood）公司合作開發綠氫（qīng）生產，利用Synhelion公司的太陽熱儲能技術和伍德公司甲烷蒸汽轉化（huà）製氫工（gōng）藝優勢，采（cǎi）用太（tài）陽（yáng）熱提供熱量，以甲烷為原料生產氫氣。當原料使用生物來源（yuán）的甲烷時，整個工藝過程完全無碳排放。如果合作（zuò）研發成功，將實現太陽能氫氣工業化，為（wéi）經濟地製取綠氫創出一條新路。
目前，綠氫的大（dà）規模發展有許（xǔ）多影響因素，如各國（guó）經濟發展不均衡、能源資（zī）源稟賦差異（yì）、政策鼓勵力（lì）度不一等，從（cóng）技術角度主要麵臨以下三方麵（miàn）挑戰：
一是電解水製氫經濟性不高。綠氫應用在技（jì）術上可行隻是必要條件，在經濟上可行（háng）才是氫（qīng）能大規模利（lì）用的充分條件，而（ér）電解水製氫成本較高是製約瓶（píng）頸。
目前電解水製（zhì）氫技術主要（yào）有堿性水電解、質子交換膜水電解（PEM）、固體氧化物水電解（SOE）和（hé）堿性陰離子交換膜電解（AEM）等，其中堿性電解槽技術已經實現工業規模化產氫，是技術（shù）最為成熟生產成本相對較低的路線。堿性水電解也是國內商業化電（diàn）解水製氫主要技術，歐美則對PEM技術產業化推進較快。
PEM製得的氫氣純度高流程簡單，能（néng）效高於堿性水電解，裝置運行靈活性更高，而（ér）且對電（diàn）力變化反應更快，更適（shì）合與可再生能源發電配合，但因使用貴金屬催化劑等材料成（chéng）本較高。總體上電（diàn）解水製氫由於電解效（xiào）率不高耗電量大等原因，與其他製氫方式相比成本較高，在工業應用中占（zhàn）比較（jiào）小。
近年來，圍繞提高電解效率和降低成本目標，國內外電解水製氫技術在工藝、設備、催化（huà）劑、電能等方麵開展了許多研究並取得了卓有成效的進（jìn）展。未來（lái）隻有技術不斷進步並取得突破性（xìng）進展，大幅降低電解水製氫成本，才能提高其經（jīng）濟性，從而提升綠氫大規模（mó）應用的可能性。
二是氫氣存儲難度大。氫（qīng）氣由於重量輕（qīng）、原子半徑小、性能活潑、穩定性差（泄露後易發生燃燒和爆炸），存儲和（hé）運輸難度較大（dà）。
按氫氣狀態可以分為氣態、液態和固體三（sān）種儲存方式；目前工業上最（zuì）可行（háng）的（de）規模化儲存和運輸方法（fǎ）隻有高壓（yā）氣態儲（chǔ）氫和低溫液態儲氫（qīng）。
高壓氣態儲氫技術成熟，設備結構簡單（dān），成本相對較低；但單位質（zhì）量儲（chǔ）氫密度低，運輸成本高，有泄漏和爆炸的安全隱患。低溫液態儲氫具有儲氫密（mì）度高、儲存容積小等優勢；但液（yè）化過程耗能（néng）大且儲存容器需絕熱性能良好，成本高昂。
近年來固態合金儲氫和有（yǒu）機液（yè）態儲（chǔ）氫（qīng）相關技術（shù）的開發也備受關注，其中固態儲氫技術被認（rèn）為是最有發展前（qián）景的一種氫氣儲存方式。
固態儲氫是通過（guò）化學反應或物理吸附將氫氣儲存於固態材料中，優點突（tū）出：儲氫工作壓力不高安全性強使用壽命長；放氫純度高有（yǒu）利於提高燃（rán）料電池的工作效率和使用壽命；係統體積小儲氫（qīng）密度大，結構緊湊；再充氫壓力低充氫方便。
目前固態合金儲氫已經有示範報道，但也存在著儲存材料價格高昂、儲存釋放條件（jiàn）苛刻的問題。
三是氫能運輸製約（yuē）。運輸是氫氣從製氫廠到終端使用的重要環節，也是成本的重要組成部分。氫氣可以以氣態、液態和固態三種形態進行運輸。我國主要以氣態運輸為主，可選擇長管拖車和管道運輸（shū）兩種（zhǒng）方式。
其中長管拖運技術成熟，通常在近距離時采（cǎi）用；管（guǎn）道運輸則適合大規模、長距離運輸，運輸效率高，能耗較小，但一次性建（jiàn）設投入較高，國內目前輸氫管道較（jiào）少。
液態采用（yòng）槽車運輸，適合中遠距離和較大（dà）量運輸，該運輸方式在液化過程中能耗較大，設備要求也較高，國內主要用於航天及軍事，在日、美等國應用較為廣泛。
固態氫氣通過輕質儲氫材料可以實（shí）現高密（mì）度高（gāo）安（ān）全運輸，提高單（dān）車運輸量和運輸安全性，目（mù）前仍處於試驗開發階段。
經測算，在0~1000km範圍管道運輸的成本最低；運（yùn）輸（shū）距離在（zài）250km內，長管拖車運輸成本（běn）低於液氫槽車；超過250km則後者（zhě）更具成本優勢。要降低氫的運輸成本、提高（gāo）氫能經濟性，還有待相關科技（jì）創新和技術攻關進一步突破。
鑒（jiàn）於全球溫室氣體排放量的73%源於能源消耗，在各國家和地區采取的減（jiǎn）排措施中，鼓勵可再生能源發展成為普遍選擇。
氫能以其獨特的優點受（shòu）到普遍關（guān）注並成為發（fā）展（zhǎn）重點，有（yǒu）望在碳中和路徑中發揮重要作（zuò）用，助力電力、交通、工業、建築等用能大戶減排脫碳。
氫能要（yào）在碳中和（hé）中發（fā）揮作用要重點發展綠氫，而綠氫要真（zhēn）正充分發揮作用必須要實現大規模（mó）、經濟地應用（yòng）。
目前，從技術層麵還（hái）麵臨一些（xiē）挑戰（zhàn）——
隻有當技術進（jìn）一步突破，以綠氫為代表的氫能才能夠真（zhēn）正在碳中和路徑中大顯身手。
