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学而不知道，与不学同；知而不能行，与不知同。——黄睎

“双碳”目标下绿氢制备及应用技术发展现状综述

一、本文概述

随着全球气候变化的严峻挑战和可持续发展的迫切需求，减少碳

排放和推动清洁能源的发展已成为全球共识。在这一背景下，“双碳”

目标——即碳达峰和碳中和——的提出，标志着中国对全球环境治理

和绿色发展的坚定承诺。作为清洁能源的重要组成部分，绿氢（即通

过可再生能源电解水产生的氢气）在能源转型和减碳过程中发挥着关

键作用。本文旨在综述“双碳”目标下绿氢制备及应用技术的发展现

状，分析当前的技术挑战与发展趋势，以期为推动绿氢产业的可持续

发展提供理论支持和实践指导。

本文将首先介绍绿氢制备的基本原理和主要方法，包括电解水制

氢、生物质制氢等，并评估各种方法的能效和环保性能。接着，本文

将综述绿氢在能源、工业、交通等领域的应用现状，分析其在不同领

域中的优势和挑战。本文还将探讨绿氢制备及应用技术的发展趋势，

包括技术创新、成本降低、政策支持等方面。本文将对绿氢产业的可

持续发展提出策略建议，以期为我国实现“双碳”目标提供有力支撑。

二、绿氢制备技术概述

随着全球对可再生能源和环保意识的不断提高，绿氢（绿色氢气，

学而不知道，与不学同；知而不能行，与不知同。——黄睎

即通过可再生能源电解水制取的氢气）的制备和应用技术正在受到广

泛关注。绿氢作为一种清洁、高效的能源载体，是实现“双碳”目标、

推动能源结构转型的关键一环。

绿氢制备技术主要依赖于电解水技术，其中包括碱性电解水

（AWE）、质子交换膜电解水（PEM）和固体氧化物电解水（SOEC）等

多种方法。碱性电解水技术成熟、设备成本低，但能耗较高；质子交

换膜电解水技术效率较高，但设备成本也相对较高；固体氧化物电解

水技术尚处于发展阶段，但具有高效、高温、低能耗等优势，是未来

绿氢制备技术的发展方向之一。

生物质制氢、光催化制氢等新型绿氢制备技术也在不断发展中。

生物质制氢通过生物质气化或发酵等过程制取氢气，具有原料丰富、

环境友好等优点；光催化制氢则利用光催化剂在光照条件下分解水制

取氢气，是一种高效、环保的制氢方式。

总体而言，绿氢制备技术正朝着高效、低能耗、低成本的方向发

展，不断推动着绿氢产业的快速发展。随着技术的不断进步和成本的

降低，绿氢的应用领域也将不断扩大，为实现“双碳”目标、推动能

源结构转型提供有力支撑。

三、绿氢制备技术发展现状

随着全球对可再生能源和环保意识的日益加强，绿氢作为清洁、

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高效的能源形式，其制备技术也在不断发展与改进。绿氢，即通过可

再生能源（如太阳能、风能等）电解水产生的氢气，被认为是实现“双

碳”目标的关键技术之一。

目前，绿氢制备技术主要包括碱性水电解（AWE）、质子交换膜

水电解（PEM）和固体氧化物水电解（SOEC）等几种方式。其中，碱

性水电解技术成熟，但能耗较高；质子交换膜水电解技术效率较高，

但成本也相对较高；固体氧化物水电解技术则在高温下运行，能量转

换效率更高，但技术成熟度相对较低。

在技术进步方面，研究者们正在努力提高绿氢制备的效率并降低

成本。例如，通过改进电极材料、优化电解槽设计、提高电解过程的

能效等方式，来推动绿氢制备技术的持续创新。同时，随着可再生能

源技术的进步，绿氢制备的能源成本也在逐步降低，使得绿氢的大规

模应用成为可能。