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由于全球人口增长和经济发展活动，全球能源消耗正在迅速增加。到目前为止，化石燃料仍然是世界的主要能源，占全球一次能源消耗的 84% 以上 [1]，如图 1 (A) 所示。石油占总能源消耗的近三分之一，其次是煤炭和天然气。然而，过度使用化石燃料和相关的环境排放是政策制定者、科学界和普通民众关注的焦点 [2]。2021 年全球能源消费产生的二氧化碳排放量比 2020 年增加了 6%，总量达到 363 亿吨，其中近四分之一来自交通运输部门 [3]。煤炭燃烧释放了全球 42% 的二氧化碳排放量，其次是石油和天然气，如图 1 (B) 所示。因此，全球能源必须向可再生能源转型，以实现主要二氧化碳排放行业（特别是运输行业）脱碳，从而到 2050 年实现二氧化碳净零排放的目标 [ 4 ]。氢气是一种潜在的新兴化石燃料替代品，具有零温室气体 (GHG) 排放足迹。氢气可用于为汽车提供动力、发电和供热，以及许多其他典型的工业应用，包括氨和甲醇生产、钢铁生产、石油精炼、金属处理和化肥生产。氢气的重量能量密度分别约为汽油和柴油的 3.1 倍和 3.2 倍 [ 6 ]。运输、热力和电力生产是氢气应用的最新兴领域 [ 7、8 ]。2021 年全球氢气消费量约为 9400 万吨，比上一年增长约 5%，预计到 2030 年将增加到约 1.3 亿吨，以实现长期净零目标 [ 5 ]。 2021 年，全球约 43% 的氢气被炼油行业消耗，其次是氨生产（约 36%）、甲醇生产（约 16%），其余约 5% 用于其他行业 [ 5 ]。由于氢气的商业化，对氢气的需求，特别是在运输领域，正在迅速增长。
氢燃料电池
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