氢能制取多元化、低成本、高效率
01
当前,我国绿氢生产供应能力正快速提升。截至2025年9月底,我国清洁氢项目投资额占全球30%,居全球首位。
“十五五”时期,我国绿氢开发将步入规模化发展阶段,其关键在于核心技术瓶颈的突破。目前,绿氢制取主要有以下几种技术:
碱性水电解制氢(ALK)
质子交换膜水电解制氢(PEM)
阴离子交换膜水电解制氢(AEM)
固体氧化物水电解制氢(SOEC)
从空气中、海水中提取氢气
目前,ALK技术凭借成本优势在市场中占据主导,已实现大规模商用,且碱性电解槽国产化率超90%。PEM技术则因高效率和灵活性,得到广泛应用。
AI制图:电解水制氢
然而,电解水制氢目前仍面临两大核心挑战:一是成本偏高,经济性远低于传统化石燃料制氢、工业副产制氢。二是技术路径各有短板,亟待突破。
PEM技术的痛点在于贵金属资源成本高企、供应链保障不足,成本偏高,且大电流密度下效率不稳定等;
AEM技术受限于膜材料稳定性制约,仍处于研发阶段,尚未实现工业化应用;
海水直接制氢技术则需集中攻克设备抗腐蚀、氯离子副反应管控等核心难题。
中国石化新疆库车绿氢示范项目电解槽
石化实践
中国石化建成投用我国首个万吨级光伏绿氢项目——新疆库车2万吨/年绿氢示范项目、首个工厂化海水制氢科研项目、首个全国产500标准立方米级PEM制氢工业示范装置、首个百千瓦SOEC电解水制氢侧线装置,牵头成立中央企业绿色氢能制储运创新联合体,并设立氢能产业链创业投资基金,通过资本纽带搭建创新合作平台,带动越来越多中国企业加入氢能装备制造、科技研发领域,我国碱性电解槽、氢燃料电堆等装备在全球已经具备较强的竞争力。
中国石化新疆库车绿氢示范项目氢储罐
02
储运环节是制约氢能由“能用”走向“好用、广用”的瓶颈之一。
经过“十四五”时期的技术攻关、示范验证与产业培育,我国多技术路径并行的储氢体系已初步成型。
在高压储氢领域,35MPa(兆帕)气态储氢技术已完全成熟并实现工程化应用,70MPa Ⅳ型储氢瓶实现国产化量产,质量储氢密度达到国际先进水平。
液态储氢方面,我国在低温液化、绝热保温与系统集成等关键技术上持续突破,液氢制取与运输装备国产化进程明显加快。
固态储氢则在储氢材料研发、吸放氢动力学调控及工程化验证方面取得阶段性进展。
AI制图:氢能运输管道
但氢能储运环节仍面临多重现实压力。从基础设施布局来看,我国氢能基础设施尚未形成网络化联通,整体呈现“单区域、单线路、单点位”的示范特征。从经济性看,氢气储运成本占比依然偏高。
业内预计,随着一批重点输氢工程投运,国内具备实质性进展的输氢管道总长度将超过7000公里,未来在华北、华东等用氢需求集中的区域,氢能综合使用成本有望明显下降。
中国石化巴陵—长岭氢气输送管线
石化实践
中国石化积极推进内蒙古乌兰察布10万吨/年风光制绿氢一体化项目前期工作,将打造跨区域、长距离输氢示范工程。该项目全长超过1000公里,设计压力6.3兆帕,一期输氢规模达10万吨/年,远期规划提升至50万吨/年,管道建成后将稳定向雄安新区、石家庄炼化、天津石化、燕山石化等重点区域及企业供应绿氢。
我国首个甲醇制氢加氢一体站
03
中国石化经济技术研究院预测,在基准情景下,2050年我国氢能消费量约6527万吨,工业、交通两大领域用氢量分别达4312万吨、1180万吨,合计占比超八成,将成为氢能消费的主力军。
▲贵阳石油综保加氢站为从重庆出发的氢能重卡车加氢,西部陆海新通道“氢走廊”贯通。
多位专家认为,交通领域是氢能应用的先导和突破口,未来5年将呈现“陆上规模化、水上+空中示范化”的特点。
陆上场景以氢能重卡为核心,涵盖氢燃料电池、氢内燃机等技术路线;
水上场景聚焦氢能船舶;
空中场景则布局氢动力飞机研发,并探索可持续航空燃料掺氢的应用路径。
同时,工业领域的绿氢替代正成为实现“双碳”目标的重要抓手,尤其在炼化等传统高耗氢行业,绿氢的规模化应用被寄予厚望。
青岛炼化氢能“产研加”示范园加氢站
石化实践
中国石化聚焦氢能交通和绿氢炼化两大领域。
在氢能交通方面,依托炼化企业生产优势、加能站网络优势,建成11座氢燃料电池供氢中心、150座加氢站,重点围绕国家高速公路干线网络,贯通8条氢走廊。
在氢能炼化方面,新疆库车2万吨/年绿电制绿氢示范项目连续稳定运行,为全球绿氢产业大规模发展提供了中国样本。全球最大绿氢耦合煤化工项目——内蒙古鄂尔多斯3万吨/年风光制绿氢一体化项目加快建设,投产后所产氢气将服务煤化工绿色降碳升级改造。
浙江嘉兴石油平湖滨海大道加氢站
04
行业发展,标准先行。截至2024年底,我国已发布氢能国家标准约130项,其中氢能应用类、基础与安全类、氢制备类、氢加注类、氢储存和输运类分别占比44%、23%、12%、11%和10%。
然而,近年来,在氢能示范应用阶段出现了标准不适应、标准供给不同步等问题,标准化体系建设滞后于行业发展。
AI制图:未来加氢站
下一步要加快建立标准研制快速通道,对技术成熟、行业共识度高、急需设立的项目,简化立项评审流程。鼓励龙头企业、检测机构及重点高校设立国际标准化专项支持计划,培育一批既懂技术又熟悉国际规则的专家团队。
中国石化新疆库车绿氢示范项目制氢厂
石化实践
中国石化组织发布国内首个《制氢加氢一体站技术指南》团体标准,为制氢加氢一体站系统化和标准化建设提供依据。同时,大力推进液氢、绿氨、绿醇等氢基能源标准的制修订工作,持续推进团体标准、行业标准、国家标准的更新和落地。
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