朱头山
无意邀众赏，一心追残阳
既往的主要能源，都是能量与载体的结合体，如煤，石油，本身含有能量又可以运输，储存，实时使用。但新能源如风光等，只有转化为电才能被使用，而电却不是载体，其本身无法运输，储存，只是一种能量。利用电，需要电网，电池等载体。中国把赌注下在这些载体上，迄今占有几乎垄断的优势地位。
电池驱动的电动车有了很大进步，但现有电池的能量密度比汽油还是差得很多，就算勉强能驱动通勤小汽车，对驱动长途运输的大卡车，轮船还是力不从心，更不用说飞机了。而且，电池的生产，报废处理都有很严重的污染，碳排问题，生产一吨的锂需要耗费万吨的水，而锂电池以及电动车都需要大量的污染或碳排的工艺。
有一个东西，可以解决上面所有的问题，那就是氢气。 氢气的能量密度比汽油都要高，既可以燃烧，产物只是水，天然气， 煤，燃油能干的事，氢气都能干！也可以作为电池能量的原料，日本的氢动汽车具有比目前已有的电动车更大的优势，而驱动大卡车，轮船也没有问题。
但是，氢气也有自身的问题。首先是成本，最便宜的氢气制造方法，就是向高温的煤上喷水（常常作为洗煤工艺的副产品）， 以前的煤气，就是CO和H2的混合物。这样制造出来的氢气，过程中会产生很大量的碳排，产生CO和CO2， 被称为灰氢。其次，是利用天然气和水产生氢气，这个工艺排碳比煤要少，但成本也高点，叫蓝氢。最干净的是通过电解水产生氢气，如果电是绿电（来自于光，风发电），就叫绿氢， 如果按能量效率，电解产生氢气所需投入的能量要远远高于产出的， 是个负平衡，不可持续的工艺。但就算最便宜的灰氢，还是比天然气要贵！现在有金氢的探索，就是天然的氢气，虽然探出了一些矿藏，但成本还是奇高，看来天然氢并不像天然气那样丰富，不可能无比充裕又是白菜价。因此，绿氢，即使用绿色来源的电电解水的方法，还是第一考虑。
氢气的储存和运输也有很大的难题需要解决。微小的氢分子可以穿过微小的缝隙，因此设计用于包容甲烷的结构（例如管道、接头、锅炉和炊具）以及用于储存天然气的设施（例如储罐或地质构造（盐穴或耗尽的天然气田））会让氢分子逸出，而甲烷分子则不会。合成液氢的代价太高，只有在航天上使用，有经济价值的储存方式是高压气体，这样就需要很大的体积。以满足同样规模的汽油车加油建立一座加氢站，标准面积就得有三亩地，这在寸土寸金的大城市是不现实的。而如果没有大量的加氢站，也影响氢动力车的普及。
氢也很难移动。为了让气体通过管道移动，必须使用压缩机将其压缩并推动。这个过程需要能量：将氢通过管道移动的损失是甲烷的十倍：高达30%。换句话说，你需要用掉近三分之一的气体来将其从A点运输到B点。
氢还会导致管道和储存设备中的金属变脆，导致材料退化和潜在的安全问题。特殊材料或涂层可以缓解这些影响，但它们会给本来就复杂而昂贵的系统增加进一步的复杂性和成本。
事实上，所有这些都很昂贵。氢储存基础设施尚不存在，生产设施也大多不存在，而且建造它们将耗费数十亿英镑。然后，储存氢的基本成本可能至少是储存甲烷成本的四倍。由于氢的基本属性，每个阶段都会损失大量能量。
电池和氢气都有很大的问题，一个古老的燃料，可再生生物燃料如何？我们现在用的化石燃料，是古代的生物沉积，用它们只增加纯碳排。而使用那些现在的生物制成的燃料，因为它们的生成过程中吸取了大气中的二氧化碳，燃烧时将二氧化碳送回大气，这不是中和了吗？这是个似是而非的回答，但是细细想来，吸取和释放二氧化碳并不是同时的，那些可再生生物燃料吸取的是过去的二氧化碳，有的大树生命长达百年，而它们产生的碳排是实实在在的现在式。再说可再生生物燃料如酒精，能量密度比汽油低得多，单位能量的排碳更高，得不偿失！
有个创投公司，Zero Petroleum，在开发一种新的碳中和燃料，听上去很有意思。这个公司生产的合成燃料，是利用改良的费托合成法。
费托合成（Fischer–Tropsch process）是将合成气（CO+H2）在催化剂和适当条件下合成以液态的烴或碳氢化合物（hydrocarbon）的工艺过程。
费托合成的化学方程式如下：
(2n + 1) H2 + n CO → CnH(2n+2) + n H2O
其中：
n 为反应的碳数，n 越大，合成的烴或碳氢化合物的分子量越大。
CnH(2n+2) 是合成的烴或碳氢化合物的分子式。
费托合成工艺可以生成多种液体燃料，包括汽油、柴油、煤油、润滑油等。费托合成的催化剂主要有铁基、钴基和镍基催化剂。其中，铁基催化剂是最常用的催化剂，具有成本低、反应活性高等优点。费托合成的反应条件为高温、高压，通常在 150-300 ℃、15-30 MPa 下进行。这个方法，在二战中为缺乏石油的轴心国国家广泛使用，以生产战争所需的燃油。中国现在也有很多煤制油的工厂，因为中国贫油，但煤资源很丰富。
Zero Petroleum利用绿氢，和从空气中或某些工艺中俘获的二氧化碳（CO2通电就还原为CO）来实施费托合成工艺制成各种燃料。和生物燃料不一样的是，这里吸取和释放二氧化碳是同时的，这是真正的碳中和过程。
而那些合成的燃料，可以用于现成的各种内燃机，从汽车，轮船到飞机，可以省去改装和重置整套生产，销售，维护和报废的基础设施，不用担心电池和氢动力的种种弊端。燃料成本肯定比直接来自于化石燃料要高，但考虑省去了另建一个系统的费用，以及碳中和的效用，应该还是有经济可行性的。
毕竟，我们的目标，不是零碳排，那是不可能的，我们人类和整个生物界，都需要每时每刻排出二氧化碳。如果现存的所有化石燃料，都被转化成实时碳中和的燃料，那碳中和的任务，就可以被认为实现了！
