碳纤维行业150页深度研究报告：高端制造业换装首选材料(34)

3.1.3 氢能领域：可替换部分高强度钢材
环保压力及能源战略安全逐步推动氢能的发展。 自 1970 年以来，全球平均气温以每世纪 1.7°C 的速度上升，而在过去 7000 年中，全球平均气温以每世纪 0.01°C 的速度下降。目前全球每年排放 250 多亿吨 CO2，空气中的 CO2浓度，从工业化 150 多年以来，已从 280ppm 增至 380ppm。温室气体对地球将形成灾难性的后果，全世界都在采取多种措施 减排 CO2。根据 IPPC 及 IEA 数据可知，2020 年石油、煤炭及天然气等排放的二氧化碳占比总燃料燃烧总排放量分别为 31%、42%及 23%。目前全球变 暖已经带来了大量极端灾害事件，特别在北半球高纬度气度。目前各国已 经达成了共识，并于 2015 年 12 月签订了《巴黎协定》，主要目标为将世界 温度升温限制在 1.5℃以内。

氢能以低依赖资源矿产及零碳排放被视为未来能源架构的重要组成部分。
部分金属矿产我国产量低，未来或将无法满足部分可再生能源的大规模应 用,而氢能所依赖的金属矿产均可回收，有望成为未来能源架构搭建的重要 部分。
清洁低碳。不论氢燃烧还是通过燃料电池的电化学反应，产物只有水，没有 传统能源利用所产生的污染物及碳排放。此外，生成的水还可继续制氢，反 复循环使用，真正实现低碳甚至零碳排放，有效缓解温室效应和环境污染。
目前，碳纤维在氢能领域的应用主要在于储氢罐及燃料电池气体扩散层。
高压气态储氢具有充放氢速度快、容器结构简单等优点。碳纤维缠绕高压 氢瓶技术的开发应用实现了高压气态储氢由固定式应用向车载应用的转变。
在燃料电池中，气体扩散层材料主要是碳纸，位于膜电极两端，其作用一是 支撑质子交换膜，二是涂挂催化剂，三是连接膜电极与双极板。燃料电池碳纸是以短切碳纤维为原料制造而成，具有机械强度好、质量轻、孔隙率高、 透气性优，以及优良的导电性、耐高温性、抗氧化性、耐腐蚀性等特点。