碳中和是什么

“碳”即二氧化碳，“中和”即正负相抵，使排出的二氧化碳或温室气体被植树造林、节能减排等形式抵消，这就是所谓的“碳中和”。

具体而言，碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。

而碳达峰指的是碳排放进入平台期后，进入平稳下降阶段。碳达峰与碳中和一起，简称“双碳”。

实现碳中和的方法：

碳中和可以通过减少温室气体排放来实现。这可以通过采用可再生能源、提高能源效率、推广绿色建筑和交通、植树等方式来实现。

另外，还可以通过吸收和储存碳来实现碳中和，如通过植树造林、建立森林库存、土壤碳管理等方式。

以上内容参考：百度百科-碳中和

文/于广欣 纪钦洪 刘强 肖钢 熊亮，中海油研究总院，现代化工

氢是宇宙中最丰富的元素。氢能作为二次能源是最佳碳中和能源载体，可用于发电、发热、交通燃料，具有零污染、热值高、可存储、储量足、应用广等优点。氢的储能属性使其具备跨时间和空间灵活应用的潜力，能与可再生能源有效衔接，助力可再生能源消纳与更大规模发展。正是基于氢的优点与潜能，在应对气候变化、全球能源转型的大背景下，国际上普遍认为氢能将成为未来能源系统的关键节点，在全球能源转型及提高能源系统灵活性方面发挥关键作用。而近些年全球资本、技术、舆论等因素正共同催生本轮氢能热潮。

1 氢能产业发展现状

本轮氢能热潮起于欧美日发达国家，并逐步扩展至全球。欧盟、美国、日本已将氢能纳入国家能源发展战略，并出台产业发展规划和支持政策。美国重视氢能产业链关键技术培育，应用方面固定式燃料电池发电、氢燃料电池叉车和 汽车 有绝对优势。欧盟实现净零排放，氢能是其重要抓手，德国制定《国家氢能战略》支持可再生能源制氢、氢基合成燃料、燃料电池产业与技术发展。日本、韩国发布详细的发展路线图，政策导向明确，在燃料电池车、家用燃料电池、加氢站网络和氢技术开发处于领先。国际氢能理事会发布的《Hydrogen Scaling Up》报告预测，2050年氢能约占全球能源需求的18%，工业、交通、建筑供暖供电是氢能应用重点领域。

国内将氢能定位战略能源技术，政策利好逐步释放。2019年氢能首次被写入政府工作报告，2020年《中华人民共和国能源法（征求意见稿）》第一次将氢能列为能源范畴，同年氢能纳入年度国民经济和 社会 发展计划，并启动燃料电池 汽车 示范推广及国家氢能产业发展战略规划编制。国家层面从立法、顶层设计、示范应用等层面给予氢能产业持续的政策支持，统筹规划、引导、规范氢能产业 健康 持续发展。在持续稳定的政策环境下， 社会 资本、产业链上下游相关企业、地方政府等多因素叠加催化下，近几年国内以加氢站为代表的氢能基础设施（表1），制-储-运-用产业链关键技术与装备得到发展，初步形成珠三角、长三角、京津冀等氢能产业热点区域，目前产业整体处于技术研究与示范应用阶段。根据公开资料整理，目前国内氢燃料 汽车 超过6000辆，在运营加氢站46座。《中国氢能源及燃料电池产业白皮书（2019）》预测，2035年氢能占国内终端能源总量5.9%，加氢站数量1500座，燃料电池车保有量130万辆。

面对全球应对气候变化政策倒逼，Shell、Total、BP等欧洲石油公司相继提出2050年“净零碳排放”目标，押注绿色低碳能源成为普遍选择，其中布局绿色氢工厂、加氢站等氢能业务是重点方向。至今，壳牌氢能业务已在美国、日本、德国投资超过24座加氢站，并与道达尔等企业合作在德国加速推进H2 Mobility项目（预期加氢站建设规模超过400座）。国内石化企业在发展氢能方面，具有氢源和销售网络的优势，中国石化等已开展制氢、加氢站及储运设施网络的规划和建设，2018年中国石化加入国际氢能委员会，2019年与法液空开展氢能合作，采用“油氢电一体化”新模式，在现有加油站基础上配建加氢站，目前已在广东、上海、浙江建成油氢合建站4座。

2 产业链技术与成本瓶颈分析

全球氢能及氢燃料电池车示范应用进展显著，但氢能产业涉及制、储、运、用多个环节，产业链长，技术复杂，现实中氢能大规模推广应用仍面临氢燃料电池制造成本高、加氢站设施薄弱、终端用氢成本高等瓶颈。

2.1 技术因素导致制造氢燃料电池成本较高

氢燃料电池系统由电堆、供气系统、控制系统等部件共同构成。电堆是将化学能转化为电能的核心部件，电堆成本占氢燃料电池系统总成本60%左右（见图1）。造成电堆成本居高的主要因素包括：膜电极、电堆加工制造过程及使用环境要求。而电堆技术的瓶颈也导致氢燃料电池系统成本较高。

膜电极是电堆的核心部件，由催化剂、质子交换膜、碳纸组成，其成本约占氢燃料电池系统的36%。目前商用催化剂为铂/碳，其成本约占氢燃料电池系统成本的23%，是成本的主要来源。质子交换膜、碳纸材料成本也较高，国内主要依靠进口，在性能和批量化上与国外还存在差距。膜电极已经发展到第三代有序化膜电极技术，趋势是降低大电流密度下的传质阻力，进一步提高燃料电池性能，降低催化剂用量，使膜电极的材料成本大幅降低。

均一性是制约电堆性能的重要因素，也是影响制造成本的关键。电堆通常由数百节单电池串联而成，均一性与材料的均一性、部件制造过程的均一性有关；特别是流体分配的均一性，不仅与材料、部件、结构有关，还与电堆组装过程、操作过程密切相关。由于操作过程生成水累积引起的不均一、电堆边缘效应引起的不均一等，电堆中一节或少数几节单电池的不均一会导致局部单节电压过低，限制了电流的加载幅度。设计、制造、组装、操作控制等环节产生的不均一性直接影响电堆的比功率，进而影响电堆成本。

2.2 氢燃料电池车成本较高限制了商业化销售规模

车用燃料电池系统成本高是造成氢燃料电池车售价高的主要根源。由电堆、氢瓶和空压机等主要部件组成的燃料电池系统是氢燃料电池车的核心，约占氢燃料电池车成本的50%。其中除电堆成本高外，供氢系统、空气供给系统成本也较高，技术上与国外还存在较大差距。

氢燃料电池车尚未规模化生产，市场销量有限。目前，全球最大的氢燃料电池车企业——丰田公司现有生产能力仅3000辆/年，2020年也只能达到3万辆/年，本田、现代、日产、上汽等车企虽相继推出商业化车型，但市场销量依然有限（见表2）。氢燃料电池发动机企业亿华通与宇通客车、福田 汽车 、中通客车等车企合作，建设了国内首条自动化氢燃料电池发动机生产线，年产能也仅1万台。生产规模小导致整车成本较高，如丰田公司官网上2020款Mirai售价为58 550美元，是混合动力2020款PRIUS售价（24325美元）的2.5倍，远高于消费者预期。

2.3 加注车辆少及设备国产化仍是早期加氢站发展的主要限制因素

加氢站的建设与运营仍面临发展初期的困难。新建加氢站及将现有加油站改造为加油加氢站难度较大。新建加氢站建设标准主要采用《GB 50516—2010加氢站技术规范》，其对氢气储运安全和建站选址条件的要求较高，特别是加氢站的氢气工艺设施与站外建筑物、构筑物的防火距离。加油加氢合建站设计要符合《GB 50156 汽车 加油加气站设计与施工规范》，依托现有加油站设施进行改造困难较大，特别是大城市、人口密集地区问题更加突出。

加氢站的网络布局与氢燃料电池车的市场规模依然是产业初期互相掣肘的因素。纯电动车推广和充电桩建设也曾经面临过同样问题，加注车辆较少，限制了加氢站的良性滚动发展。目前国内建设和在运营加氢站分别是66座和46座，分布在19个省市，其中广东、上海、江苏、山东是加氢站主要集中地区（见表3）。目前国内加氢站数量与规划2020年建设100座、2030年建成1000座还有较大差距。国内最早示范运营的上海安亭、北京永丰加氢站始终处于加氢车辆少的尴尬局面。德国H2 Mobility项目已建成的加氢站也存在车少的状况，但仍在推进2023年建设400座加氢站网络的目标，试图解决产业初期的问题。

加氢站设备国产化还面临瓶颈，氢气压缩机、加注机等关键设备目前仍以进口为主。根据公开资料整理，加注量1000kg/d的35MPa加氢站建设成本高达1500万元，高出加油站数倍。其中储氢装置、压缩机、加注机、站控系统等占加氢站总投资约60%，其中氢压缩机占比最高，约为30%。

2.4 终端用氢成本高，制储运关键技术亟待突破

目前，氢作为燃料的价格仍远高于化石燃料。氢燃料电池车的用氢成本包括从制、储、运到加注的全过程成本。与传统燃油车相比，氢燃料电池车百公里消耗的燃料费用要高于燃油车。根据国内示范项目的运行经验初步估算，氢燃料电池车的燃料费用约为燃油车的1.8倍左右。氢燃料终端售价虽高于化石燃料，但国内外仍通过车企、政府补贴方式来弥补氢燃料价格的劣势，推动氢燃料电池车产业发展。

化石能源制氢技术成熟、规模大、成本低（见表4）。国内现有工业制氢产能为2500万t/a，氢气来源构成主要是煤制氢、天然气制氢、石油制氢、工业副产氢以及电解水制氢，占比分别是40%、12%、12%、32%和4%。在氢能及氢燃料电池车产业发展初期，化石能源制氢以及工业副产氢是低成本氢燃料的主要来源，有利于推动产业发展。但化石能源制氢CO2排放量大，利用可再生能源制取低成本氢气是业界一直瞄准的方向和攻关重点，最终目标是氢气价格与化石燃料价格持平。

绿色、低成本制氢技术是氢能产业发展的关键。质子交换膜（PEM）水电解制氢技术在总体效率、工作电流密度、氢气纯度、产气压力以及动态响应速度等方面优于碱性水电解制氢技术（详见表5），能适应可再生能源发电的波动性，是氢能产业链发展的重点技术之一，但目前面临采用铂催化剂、电耗高而导致的制氢成本较高问题。突破铂催化剂、电堆等关键技术，进一步提高电流密度、系统能效、降低投资是PEM制氢技术的重点开发方向。

目前国内氢储运标准、规范不完善，导致氢燃料只能以气态方式运输，限制了加氢站的技术选择。液氢储运在国内仅用于航天军工领域，商用加氢站未有液氢供应的标准和规范。国家层面正通过立法将氢能作为能源进行管理，并制定商用液氢制、储、运、用相关标准，2019年已完成三项液氢国家标准征求意见稿，将填补国内民用领域液氢标准空白，由此可能带来氢能全产业链技术突破，从而降低终端用氢成本。

液态氢密度高达70.6g/L（-253 ），相同有效装载容积下液氢储运能力远高于高压储氢。尽管氢液化的能耗比氢压缩的能耗高1倍以上，但在运输环节液氢的运输成本只有高压氢的1/5~1/8。国外仍采用高压氢气管束车作为主要运氢方式，气态氢限制了储运能力，详见表6。

3 思考与建议

氢能及燃料电池产业已进入早期示范应用阶段，大规模商业化推广仍需解决产业链关键环节的技术与成本瓶颈。具体来讲，加快氢能及燃料电池产业商业化步伐需要政策、规划、标准规范、技术等因素协同发力。

持续稳定的产业支持环境，配套相应的产业补贴，对早期氢能产业发展至关重要哦。国家应尽快启动氢能及燃料电池产业顶层设计，编写国家产业发展战略规划，制定产业发展实施方案，统筹规划氢能产业重点发展区域，明确产业链制、储、运、用环节的发展路径。技术方面，加强绿色低碳制氢、高效低成本燃料电池、氢压缩机、加氢机等产业链关键技术、核心零部件重点攻关，加快设备国产化，完善产业链标准规范。具体实施建议国家主导设立氢能 科技 重大项目，联合企业、高校科研院所，集中力量突破核心技术、材料、装备及关键零部件，打造自主技术、材料、设备生态链，进一步降低成本，推动产业 健康 快速发展。

展望未来绿色氢气制取、储运、加注与燃料电池技术突破以及氢能基础设施完善与普及，将激发氢能及燃料电池产业应用场景多元化与规模化应用，推动氢能在全球能源转型中担当更加重要的角色。

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实现碳中和的措施有：

1、大力调整能源结构

推进能源体系清洁低碳发展，稳步推进水电发展，安全发展核电，加快光伏和风电发展，加快构建适应高比例可再生能源发展的新型电力系统，完善清洁能源消纳长效机制，推动低碳能源替代高碳能源、可再生能源替代化石能源。

2、加快推动产业结构转型

大力淘汰落后产能、化解过剩产能、优化存量产能，严格控制高耗能行业新增产能，推动钢铁、石化、化工等传统高耗能行业转型升级。积极发展战略性新兴产业，加快推动现代服务业、高新技术产业和先进制造业发展。

3、着力提升能源利用效率

完善能源消费双控制度，严格控制能耗强度，合理控制能源消费总量，建立健全用能预算等管理制度，推动能源资源高效配置、高效利用。继续深入推进工业、建筑、交通、公共机构等重点领域节能，着力提升新基建能效水平。

4、加速低碳技术研发推广

坚持以市场为导向，更大力度推进节能低碳技术研发推广应用，加快推进规模化储能、氢能、碳捕集利用与封存等技术发展，推动数字化信息化技术在节能、清洁能源领域的创新融合。

5、健全低碳发展体制机制

加快完善有利于绿色低碳发展的价格、财税、金融等经济政策，推动合同能源管理、污染第三方治理、环境托管等服务模式创新发展。

6、努力增加生态碳汇

加强森林资源培育，开展国土绿化行动，不断增加森林面积和蓄积量，加强生态保护修复，增强草原、绿地、湖泊、湿地等自然生态系统固碳能力。

碳中和，是通过计算二氧化碳的排放总量，然后通过植树等方式把这些排放量吸收掉，以达到环保的目的。它是人们对地球变暖的现实进行反思后的自省、自律，是世界人民觉醒后的积极行动。它最初由环保人士倡导，并逐渐获得越来越多民众的支持，并且成为受到各国政府所重视的实际绿化行动。通常可以通过推动使用再生能源和植树造林等方式，来实现碳中和。

碳达峰与碳中和相辅相成，净零排放就是碳总量相互抵消。

碳达峰是指某个地区或行业，年度温室气体排放量达到历史最高值，是温室气体排放量由增转降的历史拐点，标志着经济发展由高耗能、高排放向清洁、低能耗模式的转变。

碳中和是指某个地区在一定时间内（一般指一年），人类活动直接和间接排放的碳总量，与通过植树造林、工业固碳等吸收的碳总量相互抵消，实现碳净零排放。

净零排放是指通过以“碳清除”的方式从大气层去除温室气体，平衡和抵消人为造成的温室气体排放，来达到净值为零的碳排放量。

实现

1、加快能源结构转型，建立清洁低碳能源体系。

大力加强非化石能源发展，2025年全国非化石能源在一次能源消费中的比例应不低于20%。东部地区“十四五”期间新增电力主要由区域内非化石能源发电和区域外输电满足。加快特高压输电发展，显著提高中西部地区可再生能源消纳能力。

2、发挥市场和政府作用，构建现代气候治理体系。

要充分发挥市场配置资源的决定性作用，通过价格、财税、交易等手段，引导低碳生产生活行为。以气候投融资和全国碳市场建设为主要抓手，助推碳达峰方案实施。

碳中和，节能减排术语。碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。

“碳”即二氧化碳，“中和”即正负相抵。排出的二氧化碳或温室气体被植树造林、节能减排等形式抵消，这就是所谓的“碳中和”。

减少二氧化碳排放量的手段，一是碳封存，主要由土壤、森林和海洋等天然碳汇吸收储存空气中的二氧化碳，人类所能做的是植树造林。

二是碳抵消，通过投资开发可再生能源和低碳清洁技术，减少一个行业的二氧化碳排放量来抵消另一个行业的排放量，抵消量的计算单位是二氧化碳当量吨数。

1997年问世以来，“碳中和”的概念在西方逐渐走红，实现了从“前卫”到“大众”的转变。

2018年10月，联合国政府间气候变化专门委员会发布报告，呼吁各国采取行动，为把升温控制在1.5摄氏度之内而努力。为实现这一目标，需要在土地、能源、工业、建筑、运输和城市领域展开快速和深远的改革。

迪卡普里奥因此宣称自己是美国第一个碳中和公民。2005年，好莱坞影片《辛瑞那》成为第一部碳中和影片。美国前副总统戈尔2006年执导纪录片《难以忽视的真相》时也计入了碳中和成本。

越来越多的普通大众在生活中“碳中和”。

2006年，《新牛津美国字典》将“碳中和”评为当年年度词汇。“碳中和”当选年度词汇，见证了日益盛行的环保文化如何“绿化”人类语言。

对碳中和的热议，源于有志之士对全球变暖的深刻担忧。1月29日，联合国政府间气候变化问题研究小组（IPCP）在巴黎举行会议。

美国《科学》周刊1月份发表的一篇研究报告预测，到2100年，全球海平面将上升0.5米到1.4米。

IPCC报告与其他研究的结论有出入，因为起草报告时的情况不一样。。预测海平面上升高度时，科学家主要考虑了两个因素，冰川（不同于冰原）融化导致海水增加与水温升高造成海水体积膨胀。

2002年，南极洲的拉森B冰架断裂，这块面积达3250平方千米的巨型“冰块”在35天内融化得不见踪影。美国国家航空和航天局的最新数据显示，格陵兰岛每年流失的冰体积达221立方千米，时下的流失速度是1996年的两倍。

2007年10月欧洲摇滚音乐爱好者举办了一次环保音乐节，他们在活动中推行了折椅环保方法！从而使“碳中和”这一词让更多的人所熟知。

它可以参考的做法，平衡二氧化碳释放到大气中燃烧石化燃料，与创造等等能量的再生能源，使该碳排放量补偿，或者仅使用可再生能源，不产生任何二氧化碳（最后这是所谓的后碳经济）。

也可以使用它来形容的许多受人批评的，透过付钱，让其他人替它从大气中消弭100% 等量的二氧化碳放量的做法，（请参考碳中立的意思。Carbon-Neutral Is Hip,but Is It Green 纽约时报，发表的2007年4月29日，2007年8月3日刊出）。例如：由植树 -或成立炭基金，应该被导致防止未来的温室气体排放量，或由购买carbon credit ，通过碳交易。这些做法往往是用在平行，再加上节约能源措施，以尽量减少能源的使用。这样的概念，可能会扩展至用来衡量其他温室气体对照二氧化碳等价经济角度。

新牛津英语字典公布2006年的年度字汇为carbonneutral，意思为碳中和。在2007年版的新牛津英语字典中，carbon neutral这个字将正式编列到字典当中。碳中和这个字是指计算二氧化碳的排放总量，然后透过植树等方式把这些排放量吸收掉，以达到环保的目的。获选新牛津美语字典的二零零六年年度字汇，主要原因在於它已经从最初由环保人士倡导的一项概念，逐渐获得越来越多民众支持，并且成为受到美国政府当局所重视的实际绿化行动。

碳中和其涵义：人们（包括单位、企业、个人）计算自己日常活动（生产）直接或间接制造的二氧化碳排放量，并计算抵消这些二氧化碳所需的经济成本，然后个人付款给专门企业或机构，由他们通过植树或其他环保项目抵消大气中相应的二氧化碳量，以达到降低温室效应的目的。

与此同时，一项被称为“碳中和”的环保行动在西方走红，显然，“碳中和”是人们对地球变暖的现实进行反思后的自省、自律，是“地球村”居民觉醒后的积极行动。应对二氧化碳排放过量、主要污染物排放过量，并不只是政府的责任，也是每个企业的责任，同时也是每个公民的责任。

实现碳中和方法：

从数据上来看，进入新世纪以后，我国二氧化碳排放飞速增长，随着经济从追求数量转向追求质量，2013年以来，二氧化碳排放增长停滞，节能减排措施力度的加大也使得二氧化碳的排放甚至出现负增长。

这里引入一个碳强度的概念，即单位GDP的二氧化碳排放量。通常，随着技术进步和经济增长，碳强度会逐步下降。

生态环境部9月例行发布会通报，截至2019年底，中国碳强度较2005年降低约48.1%，非化石能源占一次能源消费比重达15.3%，提前完成我国对外承诺的到2020年目标。

同大多数环境问题一样，实现碳中和有赖于疏堵结合。最终的方法就是从能源结构进行转型，用可再生能源、核能等清洁能源替代煤炭、石油、天然气等化石能源。

在过渡的过程中，同样也需要提升工艺、更新设备等方式来提升能源使用效率，减少现有排放。此外，在生产过程中，主动去捕集二氧化碳，减少空气中的排放也是有效手段之一。