近日，由中国氢能联盟组织汇集行业200余名专家智慧共同编制的《中国氢能技术发展路线图研究》发布，该书全面剖析了氢能产业现状、未来需求及减排潜力，通过梳理国内外氢能技术的最新进展与发展路径，探讨了氢能制取、存储、输配及应用领域的关键技术，总结了产业发展中的机遇与挑战，并结合技术分析与产业需求，提出了推动氢能技术创新和国际合作的政策建议，为氢能产业的可持续发展提供了理论支撑与实践参考。本版摘取部分观点以飨读者。文字整理 本报记者 马 玲

　　随着氢能支持政策陆续出台，相关项目开始密集落地，氢能技术自主化研发和规模化应用能力显著提升。尽管如此，我国氢能产业仍然处于发展初期。

　　尽管我国氢能产业仍处于发展初期，但我国拥有全球最大的氢能生产和消费市场，同时也拥有全球最大的氢能商用车市场，已成为全球清洁低碳氢能发展的重要主导者之一。截至2024年6月底，我国已规划约430个可再生能源制氢项目，氢能应用由交通、工业逐步向电力、建筑等多元场景延伸。

　　当前我国氢气生产以化石能源制氢为主，氢能的减排潜力尚未得到充分挖掘。2023年，我国氢气总产量在3500万吨以上，其中煤制氢约占60%、天然气制氢和工业副产氢分别约占20%。氢气主要应用于合成氨、合成甲醇、炼油等化工产业，占总消费量的85％左右。其中，合成氨和合成甲醇用氢以煤制氢为主，占比70％左右。石油炼化的副产氢是重要的自产氢源，炼油用氢中工业副产氢占比在40％以上。

　　截至2024年6月底，我国累计建成运营可再生能源制氢项目78个，覆盖25个省、自治区、直辖市，产能超过10万吨/年，合计项目规模约970兆瓦。其中，使用的可再生能源以太阳能为主，光伏制氢占比约73.5%；使用的电解槽以碱性电解槽为主，装机规模占比约86.8%。氢能应用方面，近3年可再生能源制氢投产项目主要集中在工业和交通领域，其中，工业领域可再生能源制氢产能占总产能的近70%，主要用于替代合成氨、合成甲醇及炼化工艺中的化石能源制氢。

　　在可再生能源制氢项目区域分布方面，西北内陆和东南沿海氢能产业集群初具规模。西北地区主要建设氢能产业示范区，实现可再生能源规模化制氢，其中，宁夏、新疆、内蒙古为可再生能源制氢领先地区，3个自治区可再生能源制氢产能约占全国可再生能源制氢总产能的80%，主要用于合成氨、合成甲醇和绿色炼化等工业领域。长三角地区主要推进海上风电制氢、加氢网络建设、氢燃料电池汽车应用和氢能国际贸易。大湾区积极探索海上风电制氢、海水制氢，推进氢能制备加注一体化建设，深化氢能多元应用。初步统计，已投产的可再生能源制氢项目可带来年超百万吨的二氧化碳减排量。

　　我国煤制氢占比较高，氢气生产平均碳排放强度高于低碳氢水平，是欧美日等发达国家和地区制氢碳排放强度的2~3倍。从长远来看，我国的氢能生产需要从以化石能源为主逐步过渡到以可再生能源为主的低碳/清洁氢生产。

　　氢能作为一种二次能源，其低碳程度取决于全生命周期，尤其是制氢环节的排放水平。当前，由于我国煤制氢占比较高，氢气生产平均碳排放强度高于低碳氢水平，是欧美日等发达国家和地区制氢碳排放强度的2~3倍。天然气制氢与工业副产氢碳排放强度相对较低。电解水制氢中，制氢碳排放强度与所用电力碳排放强度直接相关。基于绿色电力制备的氢气几乎不产生碳排放，而在当前的电力结构下，直接使用网电制备的氢气碳排放强度是煤制氢的1.2倍。从长远来看，我国的氢能生产需要从以化石能源为主逐步过渡到以可再生能源为主的低碳/清洁氢生产。

　　当前，可再生能源制氢成本是化石能源制氢成本的2~4倍，缺乏市场竞争力。影响氢能成本的因素包括制氢技术、制氢规模、原料成本、用能成本、区域异质性等。从平准化制氢成本来看，化石能源制氢成本整体处于较低水平，电解水制氢成本整体较高。现阶段化石能源制氢成本在10~20元/千克，可再生能源制氢和网电制氢成本在20~35元/千克。从未来发展趋势看，可再生能源制氢成本将大幅下降。到2030年可再生能源制氢成本将降为7~25元/千克 ，2035年前后可再生能源制氢将整体具有市场竞争力。

　　随着经济性不断提升，氢能生产结构中低碳氢和清洁氢的占比将迅速提升，这将进一步丰富氢能的多元应用，支撑氢能成为未来能源体系的重要组成部分。随着技术进步和成本下降，欧博体育网址氢能在我国的市场需求预计将快速增长。

　　可再生能源制氢替代是化工、钢铁、水泥、交通和建筑等部门实现碳中和的关键技术选择之一，已被行业公认是难减排部门脱碳的重要抓手。到2030年，可再生能源制氢年产量预计为350万～650万吨，实现年二氧化碳减排约7500万吨；到2060年，我国氢能年总需求量将有望在1亿～1.8亿吨，可再生能源制氢产量占比有望超过75%，年减排二氧化碳在16亿吨以上。

　　随着氢燃料电池车的技术进步和相关政策的落实推进，交通部门对氢能的需求量将快速增加，氢能应用场景将逐步从重卡向航运等领域扩展。至2030年，欧博体育网址氢能将主要应用于重型卡车、冷链物流、城际巴士、港口机械作业车辆等场景，氢燃料电池汽车保有量将达到60万辆，这将带来每年150万吨以上的氢气需求量，其中，可再生氢占比在40％左右，工业副产氢也将在交通部门中发挥重要作用。

　　化工、钢铁、水泥等工业部门的碳排放强度高、体量大，低碳替代手段有限。低碳氢和清洁氢可通过替代高碳原料和提供低碳热源等方式，使难以电气化的工业部门脱碳。低碳氢和清洁氢的大规模应用将有力推进化工、炼化、钢铁、水泥等工业部门的脱碳进程。碳中和目标下，我国在2030年用于化工、石油炼化的可再生氢有望在350万吨以上，年减少碳排放达5000万吨。

　　随着未来电力系统中波动性可再生能源占比不断升高，氢能将在提高电力系统稳定性、低碳性、经济性方面发挥更大作用。清洁氢的应用将同时产生调峰、储能、减排等多种效益。预计2030年后，氢能在电力系统的应用或将迎来爆发式增长。2060年，我国电力系统中氢能需求量（不考虑掺氨量）有望在800万吨以上，可再生氢占比接近100%，同时减少1亿吨以上的碳排放量。

　　建筑部门是未来氢能应用的潜在部门。在当前我国的终端能源消耗中，建筑部门约占20%。氢能主要通过两种途径帮助建筑部门脱碳。一是天然气管道掺氢，依据目前的管网设施状况，仅需对管网和终端用能设施进行微小改造，故该途径在短期视角下具备较大应用潜力。二是建筑部门微型热电联供，在相关设备技术成本降幅较大的前提下，该途径具备较大应用潜力。据专业机构预测，至2060年，我国建筑部门氢能年需求量有望超过500万吨，主要以天然气掺混或直接燃烧的方式用于采暖炊事，同时带来每年8000万吨以上的碳减排量。

　　影响氢能需求和产业发展的关键因素包括应用成本、技术进步、产业政策、经济发展、能源转型、氢技术安全和地缘经济合作等多个方面。

　　氢能的应用成本是决定氢能发展规模的关键因素，也是制约氢能产业发展的主要障碍。未来10年是以清洁低碳氢为核心的氢能产业发展关键阶段，为加快清洁低碳氢成本下降速度，需要鼓励制氢、储氢和用氢技术创新，加大研发力度；加强清洁低碳氢示范项目建设及推广，鼓励氢能生产利用模式创新和基础设施完善，帮助氢能产业实现经济跨越发展；加大氢能产业政策支持力度，通过补贴、环境管制等方式将氢能外部化环境效益内部化，提升清洁低碳氢项目的经济效益和市场竞争力，推进氢能大规模商业化和产业化。

　　氢能产业发展与能源和工业系统的低碳转型相互作用、相互影响。从氢能应用角度看，能源系统、工业系统是氢能应用的主要场景，其加速脱碳将带来更高的清洁氢需求。从氢能生产角度看，能源系统清洁性、经济性的提高将为清洁氢提供充足的低碳、低成本电力，而工业系统的副产氢是当前氢能的重要组成部分。上述系统的加速脱碳将显著影响氢能生产的供给结构，需要以系统观念统筹能源、工业、氢能系统协同转型，处理好整体与局部、短期目标与长期目标的关系。

　　氢气的质量能量密度高，燃烧、爆炸范围广，点火能量低，火焰传播速度快，高压下易引起氢脆，表现为很不安全。但氢气逃逸速度快，体积能量密度低，燃烧热辐射低，在开放空间又表现为很安全。需要通过技术创新和突破来应对氢气生产、储存、运输和应用方面的安全挑战。除改进和完善氢系统的安全设计和采用兼容材料外，还需要深化氢产业链相关管理者和运营商对氢能安全的认识。

　　由于可再生能源的部署潜力存在明显的地域差异，其下游的终端用氢成本将受到部署地域的显著影响。对于日本、韩国等对氢能存在高度需求的国家来说，具备较高可再生能源部署潜力的国土空间相对有限，对低成本氢气存在更高需求，这将带来较大的国际贸易空间。需要积极推进地缘经济合作，促进国际氢能贸易和跨境基础设施建设，增强在氢能技术、标准和治理机制方面的话语权。

　　当前，我国已建立了一批氢能产业相关研究机构和创新平台，初步建立了氢能全产业链、技术链，并积极开展关键技术创新性研发

　　在氢能制取与转存技术方面，充分结合资源禀赋特点和产业布局，因地制宜选择制氢技术路线，逐步推动构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系。以提高制氢效率、加快降氢成本为目标，聚焦电解水制氢、生物制氢及氢基衍生物转存制氢等技术的关键材料、组件及设备性能开展研发攻关，布局光解水、热化学循环、天然氢勘探等前沿制氢技术基础研究。

　　在氢能存储与输配技术方面，以安全可控为前提，积极推进材料、结构和技术工艺创新，支持开展多种储运方式的探索和实践。提高高压气态储运效率，加快降低储运成本，有效提升高压气态储运商业化水平。推动低温液氢储运产业化应用，探索固态、深冷高压、液体材料等储运方式应用。开展掺氢天然气管道、纯氢管道等试点示范。逐步构建高密度、轻量化、低成本、多元化的氢能储运体系。

　　在氢能原料与动力技术方面，坚持以市场应用为牵引，合理布局、把握节奏，有序推进氢能在交通、工业领域的示范应用，拓展在电力、建筑等领域的应用，推动规模化发展，加快探索形成有效的氢能产业发展的商业化路径。

　　我国氢能技术面临的挑战主要表现在技术及经济性有待突破、产业统筹与示范亟须加强、人才队伍供给不够充分、标准体系有待完善

　　我国氢能产业链多项核心技术相较国际水平仍存在一定差距，多项技术工艺对外依存度较高，自主研发能力需进一步提高。

　　高昂的成本是目前清洁低碳氢商业化推广主要的限制因素，实现全链条技术成本的持续下降是终端大规模用氢的前提。当前可再生能源制氢的成本为传统化石能源制氢成本的2~4倍，持续推进技术研发和产业示范，尽早实现可再生能源制氢与化石能源制氢的平价迫在眉睫。

　　总体来看，我国氢能产业仍处于发展初期，产业发展形态和发展路径需要通过项目试点示范进一步探索明晰。然而，当前部分地区氢能产业建设质量有待进一步提高，盲目跟风、同质化竞争、欧博体育网址低水平建设的现象频发，与当地产业现状、区域资源禀赋优势的结合不够充分，对用氢终端的规划考虑不够全面，亟须科学的产业布局规划引导。

　　氢能产业链条长、学科交叉广、技术门槛高，对高水平复合型人才的需求尤为迫切。当前，我国氢能人才数量相对有限、结构相对单一，相关人才跨学科、跨行业背景较为薄弱，难以满足氢能产业的发展需要。同时，相关人才培养机制不够完善，氢能相关专业培养缺乏系统性，跨学科交叉内容相对有限，产学研结合不够紧密。

　　此外，氢能领域研究、应用的创新激励机制不足，阻碍了相关的核心技术攻关和示范产业落地。

　　相关技术装备存在短板、应用场景开发示范不足等因素导致我国氢能产业标准体系建设仍不完善，氢能类别标准认定、氢能产品检测认证、氢安全风险评估等方面仍然缺乏系统、科学的标准规范，对推动产业发展和技术迭代造成了一定阻碍。

　　随着技术进步和成本下降，氢能在中国的市场需求预计将快速增长。至2030年和2060年，氢能应用规模将分别增长为3700万～4200万吨/年和1亿～1.8亿吨/年，主要应用于工业、交通、电力和建筑等领域。

　　氢能在工业、交通和电力等多个关键领域均具有显著的减排潜力，是实现碳达峰和碳中和目标的关键技术之一。至2030年和2060年，我国可再生氢占比将分别为8%~15％和75%~90%，二氧化碳减排规模有望在1亿吨/年和16亿吨/年以上。

　　尽管我国在氢能生产、储运和应用技术上取得了显著进展，但与国际先进水平相比，仍然在技术效率、成本控制等方面存在一定差距。整体上，我国部分氢能制取与转存相关技术、原料与动力相关技术跟跑国际先进水平，而氢能存储与输配技术仍和国际先进水平存在一定差距。

　　近年来，我国从规划引领、财政支持和标准建设等多个方面不断加强和深化氢能领域政策支持，氢能产业迅速发展，2024年可再生氢产能超过10万吨/年，京津冀、长三角、大湾区、能源“金三角”（以宁夏宁东、内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林为核心的能源富集区）、川渝等氢能产业集群初具规模。未来，各级政策执行力度、协调性和稳定性仍需进一步加强。

　　2025~2030年，积极推进电解槽成本下降和效率提升，加快部署交通、工业、电力（氢发电）领域的清洁低碳氢示范应用。

　　2030~2035年，推进储运技术进一步降本增效，推动清洁低碳氢在交通、工业、电力领域的商业化应用。

　　2035~2050年，深入推进相关技术研发应用，加快构建安全、稳定、高效的氢能供应基础设施，逐步形成多元化、规模化、耦合化的用氢格局。

　　2050~2060年，持续提高新兴技术研发水平，充分发挥氢能对绿色低碳发展和产业转型升级的支撑作用。

　　加强氢能技术前瞻性研究部署。加强综合规划和顶层设计，研究制定国家层面的氢能发展技术路线图，建立完善氢能技术创新体系，推动氢能产业链协同创新，加大基础研究、前沿技术和技术标准体系的研究力度。

　　加快推进氢能先进技术应用试点示范。设立专项资金支持清洁低碳氢能应用试点示范项目，制定并完善氢能产业的政策法规体系，鼓励地方政府积极响应、率先行动，推广建设国家级氢能技术和产业发展示范区，在推广应用中探索解决当前的短板弱项。

　　加强氢能产业人才和创新团队培养。着力培养具有跨学科、跨行业背景的复合型人才队伍，制订多层次的氢能人才培养计划，加大相关项目对青年科学家的资助培养力度，完善氢能项目的创新激励机制。

　　强化氢能技术创新国际合作。紧密结合全球氢能技术布局趋势，加快建设适应新时代氢能技术发展趋势的制度体系，持续发挥氢能技术合作平台的作用，促进氢能人才国际交流与培训，提升我国氢能技术、产业、标准的国际化水平。

　　氢能技术和产业的发展对我国乃至全球的能源转型和气候变化应对具有重要意义。通过综合施策，加强技术创新，优化政策环境，推动国际合作，我国有望在氢能领域取得重要突破，氢能将为我国实现可持续发展目标作出贡献。