碳俘獲技術和氫能也是逆轉氣候改變的關鍵

綠色能源已經成了世界性的話題。美國總統辯論中談，中國在聯合國大會上談，各國的政治辯論都在談。為什麽全世界都關心綠色能源呢？因為化石類燃料會產生環境問題，包括空氣汙染，破壞環境和氣候轉暖三方麵。其中，氣候轉暖將直接危及人類的生存，科學家定論，如不在本世紀中葉達到碳中和（碳排和碳吸收相等），則人類必然在100年內滅絕。從中可以可以看出，對人類威脅最大的，其實的碳排。

一度將可再生生物燃料歸類於綠色能源。這類燃料，就是通過將植物，包括莊稼廢料，直接燃燒或間接轉化為液體燃料，如酒精等。但這些燃料照樣會產生三類環境問題，其性價比還比不上化石燃料，這不是一個根本的解決方法。

 

公認的綠色能源有，太陽能，風能，水電，核電，地熱，潮汐/滲透壓/海浪等。核電和水電是最廣泛使用的綠色能源，但各有其它問題，不被推崇。目前公認最有可行性的還是太陽能和風能。核聚變技術，和有效的潮汐/滲透壓/海浪能技術，是未來根本性解決對化石燃料依賴的方向，但現在還不可行或沒有經濟可行性。

太陽能和風能發電，有一個最大的問題就是無法保持其穩定供電。太陽下山了就沒電了，沒風了也沒電了，解決的方法有以下幾種：

1，建立智能能源互聯網。將很廣地域內的風電，光電站聯網，東邊不亮西邊亮，南邊無風北邊風，來解決穩定供電的問題。

2，建立儲存電力裝置，小規模的可以用電池，大規模的可以用儲水式水庫和其它勢能儲存器。用高鹽溶液儲熱也是一種方法。

3，能量轉化。可以電解水產生氫氣儲藏，也可以用電還原二氧化碳變成一氧化碳等化工原料，達到降碳作用。甚至夏天將電來製冰，冬天燒水達到節能作用。

據2017年的一份統計，風能和光能占總發電比已經接近20%，這很令人鼓舞。但要到2050年達到碳中和，人類離這個目標還很遠，除了需要在技術上加緊開發研究，還需要在政治上，組織上出現根本性的改變。川普當局退出巴黎協定，是一個很不好的征兆，說明短視的政治可能壓倒遠見。

光是能量需求一項，那些綠色能源滿打滿算，也無法到本世紀中完全取代化石燃料。而且，除了供能，在化工，煉鋼，混凝土等行業，都會產生大量的碳排，因此，碳俘獲技術，也是實現碳中和不可或缺的一環。

碳俘獲技術，包括碳的俘獲，運輸和儲存三部。常見的技術，一是化學方法，例如通過加入CaO,能將CO2 轉變為CaCO2, 那就是水泥的原材料。將俘獲形成的CaCO2製成水泥，碳就被封存在建築物中。還有電還原技術，將CO2還原為CO和H2, 可以進一步製成人工石油原料。碳俘獲能俘獲高達85-90%的工業生產中排出的CO2。但是，碳俘獲通常需要大量的能耗，比如在煤發電過程中增加了碳俘獲過程，發同樣的電就需要使用更多的煤，這也是個得失參半的問題。

因此碳俘獲技術的解決方案，一是用綠色能源來提供碳俘獲所需要的能量，二是提高碳俘獲的效率從而降低其能耗，盡可能地降低淨碳排。

除了考慮能量來源，還得考慮能源利用技術。現代碳排大戶是運輸，其中電動汽車的技術已經成熟，但電動大型輪船和飛機的技術尚未成熟，或根本沒有。遠洋航運和空運，占總碳排的25%，而且隨著經濟的發展，其比例還不斷上升，依目前技術還很難解決。

目前最有可能的技術途徑是氫能方案。氫氧反應，可以以燃料電池變成電能，也能以燃燒方式變成熱能，內燃動能。燃料電池技術已經發展得不錯，在大型輪船，卡車上都可以使用，隻要攜帶足夠的氫氣，就可進行越洋的航行，現在的問題要是進一步提高燃料電池的效率。

氫氣的燃燒能力也可用於取代供暖的天然氣，煤氣和木材等，從而降低碳排。用電加熱的效率，不如直接燃燒的加熱效率高。

氫氣的內燃功能和汽油類似，能量值更高，理論上現有的汽油機，都可以直接燃用氫氣。而飛機的發動機，經過一定的改裝，也可以直接使用氫氣。技術的難題在於儲氫方麵，液化氫氣的溫度達到接近絕對零度，高壓氫氣的儲存，在飛機上有一定難度，而且會影響飛機的配重。其次，氫氣目前低成本的生產方法依賴煤或天然氣，會排碳，而電解氫的成本太高，有賴於太陽能產氫技術的突破性發展，從而以低成本提供大量綠色氫。

總之，要完成減少碳排的曆史性目標，除了綠色能源，別忘了碳俘獲和氫能技術的發展，沒有它們，碳中和的任務依然是無法實現的。因此，加強在這兩個最有希望的技術領域的投入，是刻不容緩的。