未来10年内，我国将形成完整氢能产业体系

专题网友投稿2023-03-17A⁺A^-

未来10年内，我国将形成完整氢能产业体系

华夏氢能

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氢能或将承担这一历¤史使命，氢能可以帮助人类脱碳、固碳，甚至实现负⊙碳。对于终端用能来说，可以把氢作为主要能源，是用能终端实现绿色ξ低碳转型的重要载体，通过氢电互补体系实现工业用能□领域二氧化碳◣排放量的减少。在交通等方面，以氢能代替柴油、汽油等能※源，也可↘以实现减排甚至“零排”，对于促进实◥现“双碳”目标具有重要作①用。

氢能产业链分别为上游制氢◤、中游储运以及下游用氢╲。

上游制氢工艺目前大部◣分还是通过化石能源作为原料制取的“灰氢”，但随着清洁能▓源发电规模的提高以及技术①的进步，通过电解水制取的“绿氢”将是未来主流的工艺方式。氢的储运根据使用场景的不同，形成以长管拖车为主，液氢槽≡罐车、管道运输为辅的多元化运输体系◣。下游最主要的应用领域是氢能¤源汽车以及与之配套的加氢站等基础设施，目前还处于快速发展阶段。

受顶Ψ 层设计、政策利好驱动，氢能产业正稳步发展。预计未来10年内将形成↘完整氢能产业体系，构建涵盖交通】、储能、工业等领域的多元氢卐能应用生态。氢能最终将纳入我国终端能源体系，对能源绿色转型发展起到重要支≡撑作用。

氢能技术的特点与战略定位▅

氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。国际可再生能源机构预●计，在实现1.5°目标情境下到2050年氢能产量达ζ到6.14亿吨/年，在总能源消耗中↑的占比达到12%。

（一）低碳环保，促进实现“双碳目标”

氢气在氧气中的燃烧化学方程式为：2H2+O2=2H2O，与其他化石能源的燃烧不同，氢气燃烧不生成二氧化碳、二氧化硫等温室气体，燃烧产物只有水，是世界上最清洁的能源之一。

目前，我国每年卐的二氧化碳排放量在全球位列第一，2020年为98.93亿吨，2021年为105.23亿吨，2022年的碳排量预计下ξ降0.9%，但也处于超过100亿吨的●高排放水平，高于位」列二、三、四位国家碳排放量的总和。“双碳” 目标的提出，意味着我国进入了高质量绿色发展的新阶段，但我国的能源消费结构还较为依赖化石能源，原煤在能源消费结构中占比依然超过50%，其他化石能源诸如石油、天然气也』分别占有较大的比重，为实现“双碳”目标，如果没◤有核心技术的创新，这个目标将难以实ξ　现。在我国当今的工业体系、生产模式下，通过“拉闸限电”等模式来减排是不现实的。

氢能或将承担这一历史使命，氢能可以帮助人类脱碳、固碳，甚至实现负碳。对于终端用能来说，可以把氢作为主要能源，是用能终端实现绿色低碳转型的重◥要载体，通过氢电互补体系实现工业用能领域二氧化碳排放量的减少。在交通等方面，以氢能代替柴油、汽油等能源，也可以实现减排甚至“零排”，对于促进实现“双碳”目标具有重要作∏用。

（二）热值高、存在范围广泛，安全性高，未来在我国能源安全中或扮演重要角色

氢气的热值为143kj/g，约为甲烷（天然气主要成分）的2.4倍，汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，是除核能以外热值最高的燃料。并且氢元素存在广泛，作为元素周期表≡排名第一位的元素，是宇宙中最♀丰富的元素，总质量占所有元素综合的75%之多，氢元素在自然界多↘大多以水的方式存在，取之不尽，用之不竭。

除此之外，氢气的安全性也相对▆较高。首先氢气本身◣无毒无味，也不具有放射性，吸入少量氢，对人体没有任何危害，甚至对人体有益。其次氢气相对也不易爆炸，氢气》在开放的大气中，很容易快速逃逸，而不像汽油蒸汽挥发后滞留在空气中不易疏散，相对较为安全。

我国因受“富煤、贫油、少气”的资源禀赋限制，高度依赖石油、天然气的进口。目前№全球贸易摩擦越演越烈、俄乌〖冲突持续升级，在地缘政治与能源供应风险骤增的背景下，能源安全的重要性被提到了一个新的高度，因此，必须『抓紧推动能源转型，尽快实现技术突破，减少对外部能源以及传统能源的依赖，“先立后破”，将能源安全的主动权掌握在自己手中，才能够在动荡的〒国际形势下独善其身，确保国民经济平稳运行，未来，氢能或将是国家能源体系中╱的重要组成部分。

（三）科技含量⌒　高，是战略性新兴产业和未来产业︾重点发展方向

理论上来说，液氢是氢能利用的最佳形态，它密度高，是标准状态下氢气密度的850倍，是70MPa高压氢气1.8倍。并且液氢易于点火，燃烧稳定且效率高，液氢的临界压力低，它高于热☆容量，适合作为推力』室中的再生冷却器，各种动力循环方案适用，有利于发动机方案的优化和▽可靠性设计。但液氢的形成要求-253℃的低温，这对制备、储存、运输等各个环节要求极其严苛。液氢的储存和运输一直是制约氢能源大规模应用的瓶颈。之前，国内液氢主要用于航天等尖端领域，很难进入民用领域，较难形成大『规模商业化。

未来，氢能产业是战略〗性新兴产业和未来产业重点发展方向，突破氢能核心技术和关键材料瓶颈，加速产业升级壮大，可实现产业链良性循环和创新发展。

我国氢能产业链现状

（一）氢〓能产业链概况

我国目前是♂世界上最大的制氢国，年制氢产量∏约3300万吨，其中，达到工业氢气质量标准的约1200万吨。另外，我国可再生能源◤装机量全球位列第一，在低碳清洁的◥氢能供给上具有巨大潜力。

目前，国内氢能产业呈现积极发展态势，已初步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺，在部分区域实现燃料电池汽车小规模示范应用。

全〓产业链规模以上工业企业超过300家，集ぷ中分布在长三角、粤港澳大◤湾区、京津冀等区域。

氢能产业链分别为上游制氢企业、中游储运商以及下游用氢企业，包括加氢站的建设运营商，氢能源汽车是目前我国氢能应用最主要的领域，或也是未来氢能产业最重要的应用发展方向。

2022年11月16日，第二届氢能国际（中国·南海）主题峰会在线上举行。在①会上发布了2022全球氢能企业∩TOP100榜单，评分方式主要采用定性分析和定量分析相结合的方法进行研究，最终评选出国外50家氢能、国内50家氢能企业进入“2022全球氢能企业TOP100”榜单。

（二）上游：化石能源制氢方式为主

目前氢气的生产方式主◥要分为三种，分别为№化石燃料制氢、工业副产制氢和电解水制氢。化石燃料制氢主要是以煤炭为还原剂水蒸气为氧化剂，在高温下将碳转化为CO和H2为主的合成气，然后经〒过煤气净化CO转化以及H2提纯等■主要生产环节，最终生成氢气【。工业副产制氢是指在生产过程中，利用富含氢气的终端◣废弃物或副产物作为原材料，采用变压吸附法(PSA)回收提纯制取氢气。电解水制氢，顾名思义是通过对加◇入电解液的水通电，分解成为氢气和氧气。

根据生卐产工艺的不同，可以︻把氢气分为“灰氢”“蓝氢”“绿氢”，灰氢指的是以化石能源为原↑料，通过燃烧或重整等方式制取的氢气，灰氢制取成本相对较低，但在整个工艺流程中碳排放量较高，不利于“双碳”目标的实现。

蓝氢是指在生产过程中使用了◆碳捕集、利用与封存(CCUS)等先进技术制成的氢□　气，该技术可捕获〖温室气体，能够减少生产过程中的碳排放量。绿氢则是⌒　通过清洁能源发电，电解水制成的氢气。电解水制氢的技术装备简单，工艺流程也较为稳定，在生产过程中几乎没有碳排放，但是缺※点是成本较高，单位成本约为灰氢的4-5倍，这也是目前电解水制氢发展的⌒最大瓶颈。

目前全球主流的制氢方式是甲●烷水蒸气催化重整工艺(SMR)，SMR是指在一定的反应条件下, 使用催化剂促使甲烷的C-H键断裂，并重新组合生成新的化学键过程，具有工艺简单、成熟等Ψ 优点，但我国因资源╳禀赋的特点，仍以煤⊙制氢的方式为主，相较于SMR工艺排放的二氧化碳更多，而电解水低碳环保的制氢方式ㄨ我国和全球其他国家占比都不到1%。

（三）储运：长管拖车为主，液氢槽罐车、管道运输为辅多种方式齐头并进

根据氢的存在形态①不同，储存主⊙要也分为三种方式，分别为气♂态储氢、液态储氢和固ㄨ态储氢。气态储存是目前最为常见的储存方式，具有成本低、充放速度快、能耗低、可在常温操作等优点，但缺点也很明显，气态氢密度低，会导▓致储存体积过大，增加运输难♀度，并且也存在储氢容器氢气泄漏和爆炸等安ぷ全隐患。液氢相比对气态氢气，具有能量密度大、体积小、加注便捷等优点，然而转化液氢的成本较高，对绝热的要求高，目前还主要用于※航天和军事领域。固态氢理论上来说是最为理想，具有安全性↘好、密度更大、纯度高、运输便利ぷ等优点，但是目前还存于技术的研发阶段，并且使用起来对于工况的要求较为苛刻，未来随着科技与技术的进步，将会有更多商业化的应用。

运输方面，最佳的氢运输方式应根据运输距离、运输规模等多因素进行考○量而后进行选择。例如运输场景为小规模、短距离时，高压气态长管拖〗车就是最为经济的运输方式，一旦运输距离上升，就会随着车辆的使用成本与》维护成本的上升而变得不再经济。长距离、点对点、超大规模的氢气运输可使用管道运输，但运输管道︽前期投入成本较高，且建设难度大，目前¤还没有实现规模化的发展和应用，当前，我国纯氢管道建设处于起步阶段，规模较小，总里程约400公里，主要分布在环渤■海湾、长江三角洲等区域，已建项⌒　目以化工园区内应用为主。大规模、中长距离的运输可将氢气液化后运输液氢，液氢体积小、稳定性高，便于运输，并且可以进行海运。

（四）下游：氢能源汽车发展未来可期

目前我国氢能应用最主要的领域是氢能源汽车以□及与之配套的加氢站等配套↑基础设施。

相比于传统的燃油车，氢能源车可实现真正的零排放无污染，相比于电︻动汽车，氢能源车在补能时间上有巨大的优势，一次补充燃料仅需要几分钟，与燃油车所需时间持平◣。并且，氢能源汽车还具有能量转换效率高、续航里程长等ω优势。然而，因目前氢能源汽车成本较高，以及☆相关技术还不够成熟，且与之配套的基础设施建设不完善等原因，民众使用起来并不方便，导致购买意愿不强烈，氢能源汽车在我国还没有得到大范围的应用。

截至2021年12月，我国累计推广氢燃料电池汽车8941辆，累计建成加氢站205座，其中，广东、山东、浙江、江苏等地区加氢站建设走ω在全国前列，已分别建成加氢站◣45座、22座、19座和19座。湖北、河南、河北等地也在□　加快推进加氢站建设。

为了促进氢能源汽车的快速发展，多地●在与之配套的基础设施方面都提出了要求和支持措施，以北京市为例， 2022年北京市政府发布了《北京市氢燃料电池汽车车用加氢站发展规划（2021—2025年）》，提出到2025年，建设加氢站74座，在制氢厂→氢气制备规模充分、运氢车投运数量充足的前提下，日加氢总能力〓达到148吨以上，满足126吨/日的车用氢能需求。

我国氢能产业未来展望

总体来看，我国氢能产业从制氢-储运-应用，已经初步形成较完整的产业链条。受顶层设计、政策利好驱动，氢能产业正稳步发展。

预计未来10年内将形成完整氢『能产业体系，构建涵盖交通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态。

制氢方面，为实现“双碳”目标，优化我国能源消费结构，《规划》中提出未来要构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系，重点发展可再生能源制氢，严格控制化石能源制氢↑。由此可见，通过可再生能源发电电解水制取的绿氢，一定是我国未来的主『流制氢方式。

绿氢的生产】成本主要由用电成本与设备㊣　成本构成，因此大力发展清洁能源发电方式，降低度电价格，以及优化电解槽技术，是我国实现规模化、工业化制氢的关键。

目前，国家能源集团、国家电投、明阳智能▼等多家发电企业与新能源企业布局“风、光、储、氢”一体化项目●，实现一体█耦合、风光带氢、氢促风光、产融结合的深度协同。绿氢≡取代灰氢，将成为我国以及全球氢能产业的发展趋势。

储运方面，预计未来，我国氢的运输还是以高压气态长管拖车的方◤式为主，管道运输为辅的运输方式，同时积极研发固态、深冷高压、有机液体等储运方式，形成高密度㊣、轻量化、低成本、多元化的氢能储运体〓系。

用氢方面，我国推广氢燃料汽车之路仍任重道远、前路艰辛，但氢燃料汽车远景美好未来可期是毋容置疑的。相信未来随着技术的进步，氢能源汽车面临的技术瓶颈将会得到解决，随着基础设施的完善，成本也会逐渐降◥低，氢能源汽车或有一天走进寻常百姓的生活。

相信氢能最终将纳入我国终端能源体系，与电力协同互补，共同成为我国终端能源体系的消◢费主体，对能源绿色转型发展起到重要支撑作用。（氢能源与燃料电池）

END

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