综述：绿色氢能作为可持续燃料解决方案在交通和航空业的脱碳未来

首页今日动态人才市场新技术专栏中国科学人云展台
BioHot
云讲堂直播会展中心特价专栏技术快讯免费试用

生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏

生物通首页 > 今日动态 > 正文

【字体：大中小】 时间：2025年06月13日 来源：Materials Today Sustainability 7.1

编辑推荐：

　　这篇综述深入探讨了绿色氢能（Green H2 ）在交通和航空领域实现脱碳（decarbonization）的关键作用，系统分析了其作为可持续航空燃料（SAF）的潜力、生产技术（如电解electrolysis）、存储挑战（如低体积能量密度）及环境效益（零CO2 排放）。文章强调氢能通过燃料电池（fuel cell）或直接燃烧的应用可减少80%生命周期温室气体排放，同时指出需克服成本（2-4倍于传统燃料）和基础设施瓶颈。国际能源署（IEA）预测2040年全球能源需求将增长25-30%，氢能整合现有系统的兼容性使其成为碳中和目标的必要选择。

背景：可持续燃料的需求

航空业占全球CO₂
排放的2.5%，过去20年排放量翻倍。国际航空运输协会（IATA）提出2050年减排50%的目标，而可持续航空燃料（SAF）如绿色氢能成为关键路径。传统氢生产（如天然气蒸汽重整）贡献2%全球排放，而电解水制氢（效率55-80%）结合可再生能源可实现零碳。

可持续航空燃料的生产路径

生物质（如藻类、农业废弃物）通过热化学（气化、高温液化HTL）或生化（发酵）转化生产SAF。宏藻类因生长快、无需淡水等优势成为理想原料，但其成本仍高于化石燃料。

氢能在航空的应用与挑战

氢的燃烧热值（120 MJ/kg）是航空煤油的3倍，但体积能量密度仅为其1/4，需低温（-253°C）存储。燃料电池飞机可消除NO_x
和颗粒物，但需解决材料脆化（hydrogen embrittlement）和储罐重量问题。空客计划2035年推出氢能客机，但需重构机场基础设施。

环境与经济平衡

“灰氢”（化石燃料制取）排放19 kg CO₂
/kg H₂
，“绿氢”（可再生能源电解）成本需从当前6 €/kg降至2 €/kg以具竞争力。美国能源部目标2025年实现2美元/kg氢成本。

非CO₂

排放的气候影响
氢燃烧减少尾迹冰晶（contrails）但增加水蒸气排放，需评估高空水汽滞留效应。相比传统燃料，氢能降低80%全生命周期温室气体排放，但需优化NO_x
控制技术。

未来展望

氢能整合需政策支持（如欧盟55%减排目标）和技术突破（如PEM电解槽规模化）。航空业脱碳依赖多路径协同，包括生物燃料、氢能及电动化，而氢能因其能量密度和零碳特性将成为长距离飞行的核心解决方案。

热点排行

新闻专题

联系信箱：

粤ICP备09063491号