氫氣以其卓越的能量轉(zhuǎn)換效率，在眾多能源中脫穎而出。它的能量轉(zhuǎn)換效率高，與傳統(tǒng)燃料相比，具有顯著的環(huán)境優(yōu)勢(shì)，對(duì)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)發(fā)揮著重要作用。

氫能為何被稱(chēng)為清潔低碳能源

在氫的應(yīng)用中，氫氣與氧氣反應(yīng)只會(huì)產(chǎn)生能量和水。因此，無(wú)論在燃料電池電化學(xué)反應(yīng)還是作為工業(yè)原料使用時(shí)，氫氣都不會(huì)像化石能源那樣產(chǎn)生污染物和二氧化碳，從而實(shí)現(xiàn)真正的零碳排放。如果使用風(fēng)能或光伏發(fā)電等可再生能源進(jìn)行水電解制氫，則可以實(shí)現(xiàn)全生命周期的零碳排放。

（圖：能源形式）

人類(lèi)使用的終端能源主要包括石油、煤炭、天然氣、電能、熱能、氫能及合成氣、甲醇等。其中，石油、煤炭、天然氣以及合成氣和甲醇的使用都會(huì)產(chǎn)生大量碳排放，而熱能的應(yīng)用范圍相對(duì)有限。因此，氫能是除電能外唯一一種可廣泛應(yīng)用的零碳終端能源，也是唯一可廣泛應(yīng)用的零碳實(shí)體能源。氫能的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，將成為未來(lái)能源系統(tǒng)中不可或缺的一部分，并在實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

氫與其他常見(jiàn)能源的換算

氫氣的高熱值為142 MJ/kg，低熱值為120 MJ/kg。從燃燒放熱的角度來(lái)看，按高熱值計(jì)算，1公斤氫氣相當(dāng)于2.95公斤（4.06升）汽油、3.08公斤（3.65升）柴油、2.58公斤[3.57立方米（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）]天然氣或39.4千瓦時(shí)電量。由于在燃燒或用于燃料電池發(fā)電時(shí)冷凝熱通常無(wú)法利用，中國(guó)一般按低熱值計(jì)算。按低熱值計(jì)算，1公斤氫氣相當(dāng)于2.7公斤（3.7升）汽油、2.8公斤（3.38升）柴油、2.4公斤[3.35立方米（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）]天然氣或33.3千瓦時(shí)電量。

當(dāng)將氫能用于燃料電池時(shí)，燃料電池的效率遠(yuǎn)高于燃?xì)廨啓C(jī)。因此，在將氫氣與汽油、柴油等進(jìn)行換算時(shí)，需要考慮燃料電池的高效率。燃料電池系統(tǒng)的效率（按低熱值計(jì)算）通常在40%到60%之間，明顯高于汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。以典型效率值為例，燃料電池系統(tǒng)的效率為50%，汽油機(jī)為28%，柴油機(jī)為38%，而鋰電池系統(tǒng)的效率則為90%。因此，當(dāng)1公斤氫氣用于燃料電池車(chē)輛時(shí)，相當(dāng)于約6.9升汽油、4.5升柴油或18.6千瓦時(shí)電量的鋰電池能量。

（圖：氫氣用于燃料電池車(chē)與不同能源折算值）

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