发布时间:2025-04-19
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【环球网报道 记者 齐琛冏】发展氢能是我国保障能源安全、推进能源绿色低碳转型、破解可再生能源规模化发展约束的重要途径之一。3月20日,由中国产业发展促进会氢能分会联合30余家氢能产业龙头企业和科研院校共同编写的《中国氢能技术发展研究报告2024》(简称《报告》)在京发布。
《报告》着眼于我国氢能全产业链技术发展现状与趋势,围绕氢能“制储输用”各关键环节,从技术发展现状、不同技术路线对比、核心技术与关键装备水平、国内外技术水平比较等方面进行了全面梳理,并立足全球氢能技术前沿发展方向与我国氢能产业发展实际需要,分析并提出了我国氢能全产业链各环节关键技术发展方向的科学建议。
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。2025年1月1日,《中华人民共和国能源法》(简称《能源法》)正式实施,氢能被纳入我国能源管理体系,标志着我国氢能的管理属性迎来了重大转变,对我国持续完善氢能产业政策体系、推动技术创新与竞争力提升、构建绿色低碳多元化氢能供给体系、统筹推进基础设施建设、稳步扩大各领域示范应用规模、系统建立氢能“制储输用”全产业链发展生态具有重要意义。
根据《报告》,在政策的积极引导与大力支持下,我国氢能全产业链技术不断突破,大量国产化产品和装备加速涌现。我国氢能产业战略布局正从推动产业链关键环节技术攻关和成本降低拓展至全产业链技术突破和应用规模扩大,各领域技术研究也开始从系统及整机制造向核心材料研发与基础研究逐步深入。总体来看,我国氢能产业各领域技术已进入工程化向商业化过渡的关键阶段,产业链各环节关键工艺和技术已基本完成突破或处于突破前夕。核心装备与材料在性能等方面与国际先进水平的差距正在快速缩小,部分领域已达到国际领先水平。
《报告》显示,拓展氢能尤其是绿氢在各领域应用规模,激活跨领域协同创新能力,提升自主技术与国产产品竞争力与市场认可度,将是推动我国氢能全产业链技术高水平发展的重要途径之一。预计到2030年,我国氢能各领域技术将趋于成熟,基本实现全产业链自主可控,国产产品具备一定竞争力,形成一批具有国际影响力的龙头企业,中国电解槽、燃料电池等产品在国际市场占据重要地位。
煤制氢是现阶段我国技术成熟度最高、应用规模最大的制氢技术,已完全实现国产化。随着国民经济发展和现代能源体系向绿色化、低碳化加速转型,可再生能源制氢被视为未来氢气供应的主要增量。国家能源局发布的《2025年能源工作指导意见》提出,探索大型风电光伏基地与相关产业集成式发展新模式,稳步发展可再生能源制氢及可持续燃料产业。
《报告》指出,在氢制取环节,可再生能源制氢将成为我国氢气供应的主要增量,《报告》预计,我国化石能源制氢产量将于2030年前后达峰,并快速进入下降通道。在2030年前,工业副产氢作为副产气资源化利用的重要方式,将是可再生能源制氢规模化发展前期,保障我国终端市场氢气需求的关键过渡手段。随着一大批绿氢项目的陆续投产,预计2035年前后,我国工业副产氢与水电解制氢的供应比例将迎来拐点。
《报告》显示,碱性电解槽在能耗等方面达到国际先进水平,单槽产氢量达到国际领先水平,国内企业在带压圆槽和常压方槽两条技术路线均有布局,核心材料基本实现国产化替代。同时,针对可再生能源功率波动性和间歇性的特点,通过与人工智能等数智化技术融合,开发具备功率分配完美体育官网登录决策和集群控制等功能的智能管理系统,将成为电解槽的核心指标之一。《报告》预计,到2030年,我国碱性水电解制氢技术将达到国际领先水平;PEM水电解制氢技术具备较高成熟度,核心材料基本完成国产化替代;SOEC水电解制氢技术与AEM水电解制氢技术进入商业化初期阶段。未来我国将形成“以ALK+PEM为主线,SOEC与AEM为补充”的发展模式。在其他制氢技术方面,甲醇制氢、氨制氢、海水直接制氢、生物质制氢及光催化制氢技术水平处于全球领先地位,天然氢勘察处于早期阶段。
《报告》显示,在氢储运环节,我国氢储运产业呈现技术路线从单一气态向气液固多相拓展、国产化能力从系统层面向材料与零部件延伸、储运规模从近程批次供应向长途稳定供应过渡的发展态势。基于压力容器的气态储运技术成熟度高,是当前我国氢储运的主要形式。《报告》预计,到2030年,高压气态氢储运技术仍将占据主导地位;低温液氢储运技术在部分长距离运输场景实现商业化运营;有机液体氢储运技术将在部分场景与其他技术形成优势互补;固态储氢技术有望在固定储氢场景和两轮车等特色场景实现规模化应用;掺氢/纯氢管道输氢技术完成适用性与安全性验证,各类输氢管道建成总里程有望突破5000 km。
在氢加注环节,我国加氢站建设稳步推进。《报告》显示,据不完全统计,截至2024年6月,我国累计建成加氢站507座,在运加氢站285座,均位居世界第一。高压气氢加氢站EPC能力日趋成熟。压缩机已有较强市场竞争力,加氢枪、控制阀等核心零部件具备国产化能力。《报告》认为,未来我国加氢站将呈现气液并行的发展态势,加注方式将从高压气氢加注向液氢汽化加注和液氢加注拓展。在稳定的氢气供给网络成形前,制加氢一体站将是保障终端用氢需求的重要方式。通过数智技术实现加氢站智能化和无人化运营,已成为加氢站建设的重点发展方向。提升高压与低温环境下材料耐氢脆性能,优化密封材料与结构,提高使用寿命,是加氢枪、压缩机和阀门管件等加氢站关键装备与零部件性能提升的主要突破方向。
氢燃料电池汽车是目前我国氢能应用的主要场景。《报告》提出,在氢应用环节,我国氢能应用技术呈现从单一交通领域向能源、冶金等领域加速拓展的态势,化工领域用氢需求逐步从灰氢向绿氢过渡。
《报告》预计,我国氢能在交通、化工、能源、冶金等领域应用技术将在2030年前后步入成熟期。交通领域燃料电池技术和内燃机技术将达到国际领先水平,交通领域氢能应用将进入全面推广阶段。在能源领域,我国燃料电池分布式供能、煤电机组掺氨燃烧、燃气轮机掺氢/纯氢燃烧技术基本成熟并进入规模化推广阶段,将有力支撑我国“电氢并行”新型能源体系的建设。在化工领域,随着绿氢经济性的明显改善,合成氨与合成甲醇需求将保持稳定增长,炼化领域将从燃料油产品转向烯烃等非油化工品。在冶金领域,作为我国碳冶金向氢冶金过渡的重要途径,富氢高炉技术将具备规模化推广条件,氢基竖炉技术将完成关键技术和国产化装备验证。《报告》预测,到2030年,我国各领域绿氢需求总量将达到500万吨左右。
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