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在 20 世纪，全球能源系统主要基于石油、天然气和煤炭等化石燃料的使用。然而，这些燃料的密集使用在可用性和对环境的影响方面产生了严重的问题。由于大量使用化石燃料，以及工业化国家和发展中国家对能源的需求不断增长，这种能源模式显然是不可持续的。同时，化石燃料的密集使用导致二氧化碳排放量大幅增加，而二氧化碳排放量是造成温室效应的原因。在这一框架下，世界上大多数政府都意识到这种能源模式不再可持续，应该开发一种基于无碳燃料的新能源系统。在这里，可再生能源的作用至关重要，因为它们能够生产用于供暖和制冷的电力，避免二氧化碳排放和化石燃料消耗。核电站也可以实现类似的结果，核电站可以生产大量电力而不会排放二氧化碳。然而，核电站受到与运行安全和核废料处置有关的问题的影响。在一些情况下，可再生能源和核电站的结合使用被认为是实现从当前能源系统向完全脱碳能源系统过渡的最具吸引力的战略。根据国际能源署 (IEA) [ 1 ] 的数据，预计未来几年该领域将有大量投资，尤其是可再生能源技术的开发。然而，IEA 还估计，全球二氧化碳排放量预计在未来几年将增长。因此，新技术的开发和应用以及适当的能源政策和法规 [ 2 ] 对于限制温室效应至关重要 [ 3 ]。在此框架下，欧盟 (EU) 计划在 2030 年前将排放量与 1990 年代的水平相比至少减少 40% [ 4 ]，并将可再生能源生产的份额提高到至少 32%，并将能源效率提高至少 32.5%。最终目标是到 2050 年实现完全脱碳的能源系统 [ 5 ]。在这种情况下，使用氢气特别有吸引力，因为氢气的能源利用不会产生任何二氧化碳排放。不幸的是，地球上氢气作为燃料的储量微乎其微，必须通过不同的技术生产。最常见的是蒸汽重整过程，将碳氢化合物转化为二氧化碳和氢气。该技术的缺点是间接产生二氧化碳。然而，也可以通过电力驱动的水电解生产氢气。在这种情况下，当电力由可再生能源提供时，不会产生二氧化碳。因此，通过可再生能源电解生产的氢气也被称为“绿色氢气”，正如下一节所讨论的，这是一种非常有吸引力的解决方案，既可以作为燃料，也可以作为能源存储系统。
绿色氢技术的最新进展
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