氫能全鏈條發展前景可期

全球最大綠色氫氨項目在內蒙古投產、全球首個30兆瓦級純氫燃機示範項目開工、全球首次綠色船用氨燃料加注作業在遼寧大連完成、首批氫能兩輪車商業化運營項目在廣東東莞落地……今年以來，重大氫能項目接連落地，氫能應用場景多點開花，氫能高質量發展呈現良好態勢。
氫能作為一種清潔、高效的能源載體，以其獨特優勢被視為未來能源體系的重要組成部分，也是實現碳達峰碳中和目標和經濟社會可持續發展的客觀需要。近日，在中國產業發展促進會氫能分會、內蒙古自治區氫能產業發展促進會主辦的2025氫能產業發展大會上，與會專家表示，氫能在新型能源和工業體系中具有不可替代的作用，要堅持綠色低碳轉型，持續推進能源結構優化調整，堅定不移推動氫能產業高質量發展。
「制儲輸用」全面開花
在全球應對氣候變化挑戰的大背景下，氫能已成為全球主要國家加快能源轉型升級、培育經濟新增長點的重要戰略選擇。目前，已有60多個國家和地區將氫能納入能源戰略。日本提出「氫能社會」願景，在燃料電池汽車、家用燃料電池系統方面走在世界前列；歐盟通過「氫能戰略」，大力推動綠氫生產和應用，並在工業脫碳和能源存儲方面取得了積極進展；美國在高效電解槽、先進燃料電池等領域技術創新方面表現突出。
我國通過加強頂層設計，制定產業政策，深化技術創新，有序探索項目落地模式，氫能產業「制儲輸用」各環節呈現積極發展態勢。目前，我國建成可再生能源制氫項目產能佔全球比例超50%，成為可再生能源制氫及相關產業發展引領者。「三北」地區氫能產業發展迅速，一批項目建成投運，逐步貫通氫能製取—儲運—應用全流程，發揮了較好示範作用。同時，我國積極推動氫能產業鏈、供應鏈、創新鏈合作，參與國際標準和認證體系建設，為全球能源轉型貢獻中國智慧。
「建設新型能源體系是實現『雙碳』目標的重要途徑，綠色氫能產業在其中扮演重要紐帶作用。」水電水利規劃設計總院院長助理彭爍君表示，在新型電力系統中，發展氫能可促進可再生能源消納，實現跨季能源平衡，管道輸氫技術也可與特高壓電力輸送形成有效補充。在新型煤炭系統中，煤電摻氨可解決煤電綠色低碳轉型問題，在煤化工中進行綠氫替代，可提高煤炭利用效率並減少碳排放。在新型油氣系統中，綠氫可與天然氣摻混用於燃氣輪機發電與城鎮天然氣替代，綠色氫、氨、醇可對傳統的油氣進行綠色替換，用於交通和工業領域，支持可再生能源在非電領域發揮減碳作用。
彭爍君認為，近期看，日本、韓國等國家和地區化工巨頭對綠氨的進口需求，中遠海運、馬士基等國際航運龍頭對綠色甲醇的需求，是短期內刺激我國氫能產業發展的主要驅動之一。遠期看，氫能貿易和投資流動將催生新的相互依存模式，大力發展可再生能源制氫並積極參與國際貿易，可為中國參與構建國際能源秩序提供良好契機。
推動電氫協同發展
「我們要清醒地認識到，氫能產業發展還面臨諸多挑戰。」中國產業發展促進會會長於彤坦言，政策體系尚不完善、製取成本相對較高、儲運技術有待突破、應用場景有待拓展等，在一定程度上制約著氫能產業高質量發展。
近年來，隨著光伏、風電技術加速成熟，可再生能源發電經濟性日益凸顯，帶動新能源進入快速發展階段。據機構預計，到2030年，我國風電和光伏裝機將達到28億千瓦至30億千瓦，較2020年增長5倍到6倍。屆時僅憑特高壓輸電網絡，難以滿足風光發電全額併網消納需求。
西南石油大學碳中和首席科學家雷憲章認為，採取「能電則電，能氫則氫」戰略，通過電氫協同發展模式，可有效促進可再生能源高質量發展。
制氫和儲運氫成本高是當前制約氫能產業發展的兩大關鍵因素。離網制氫技術是破解電解水制氫成本困境的可行方案。雷憲章表示，當制氫電價降至每千瓦時0.15元至0.2元，離網制氫將具備經濟性。不同電解水制氫技術各具優勢，離網制氫場景下，採用鹼性電解槽、質子交換膜電解槽、可逆固體氧化物燃料電池耦合方案，在風光發電時段進行綠氫製取，在無風無光時段，將可逆固體氧化物燃料電池切換至燃料電池模式，利用存儲的氫氣反向發電，可實現零碳制氫的閉環自洽。
液態有機儲氫技術是破解氫儲運安全與成本困境的重要方案。液態有機儲氫技術通過加氫反應，將氫氣固定於芳香族有機化合物中，實現氫能的安全穩定儲存。雷憲章說：「液態有機儲氫技術可利用現有油輪、油罐車等運輸工具，實現『運氫像運水一樣方便，儲氫像儲油一樣安全』。」
氫能規模化落地還亟需打通應用場景。內蒙古包頭市是全國能源消耗總量排名靠前的地區，也是綠色轉型壓力較大的地區，氫能成為當地用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體。內蒙古自治區黨委常委、包頭市委書記陳之常介紹，包頭將圍繞綠氫「制儲輸用」全產業鏈一體化發展，進一步做大綠氫產業規模，完善配套基礎設施，拓展應用場景，做強科技支撐，打造全國重要的氫能裝備製造基地。
雙重屬性優勢凸顯
氫能兼具工業原料和能源產品雙重屬性，是解決工業脫碳的重要可行方案。可再生能源制氫不僅能解決可再生能源儲存問題、增加能源系統靈活性，還可通過工業流程再造，助力難以直接採取電氣化手段實現脫碳的行業完成低碳與零碳化改造。
目前，氫能在我國工業體系中主要發揮原料屬性功能，應用多集中在合成甲醇、合成氨、煉化和煤化工等領域。預計到2050年，綠氫作為工業原料和能源產品的優勢與作用將得到充分體現。
綜合相關機構預測，到2050年，氫能作為工業原料，在氨、醇、烯烴等化工領域的需求量約2000萬噸/年，在冶金領域作為還原劑等的需求量約700萬噸/年；氫能作為能源產品，通過摻燒供熱或發電，替代傳統化石燃料的需求量約1500萬噸/年，各類運輸工具對氫或氫基綠色燃料的需求量也非常大。
「氫能依託其雙重屬性優勢，將在燃料和原料協同發展以及產業鏈協同方面發揮關鍵作用。未來5年，氫能將加速呈現多元化發展態勢，並成為經濟新增長點。」北京大學能源研究院副院長楊雷說。
展望「十五五」時期，彭爍君預計，在經濟性方面，綠氫、綠氨將初步具備價格競爭優勢。在應用趨勢方面，以滿足國外需求的綠色甲醇燃料和燃料電池重卡為主的氫能應用將實現規模化發展；化工灰氫替代、氣電摻氫、天然氣管道摻氫等應用將成為局部地區的發展重點；燃料電池發電、煤電摻氨、氫冶金等領域應用以項目示範為主。綜合研判，「十五五」時期綠氫需求規模為240萬噸/年至430萬噸/年。
為持續推動氫能高質量發展，國家能源局能源節約和科技裝備司副司長邊廣琦表示，將強化政策引領，在「十五五」能源發展規劃中進一步明確氫能產業發展目標路徑，推動氫能項目和基礎設施科學布局，推進氫能「制儲輸用」全鏈條協調發展；堅持科技創新，加強對能源科技創新平臺、科技攻關、集成應用示範等方面支持力度，推動技術與產業深度融合發展；拓展應用場景，持續推動氫能在能源、化工、交通、冶金等領域推廣應用，促進氫能產業規模化發展。