從技術示范探索邁向規模化、商業化發展新階段
“氫”風徐來 前景可期(深度觀察·未來產業裡的向“新”力)
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圖①:應用於國家電投集團“氫洲·大安綠氨”示范項目中的“氫涌卓瀚800”PEM制氫裝備。 |
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數據來源:工業和信息化部 |
氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源。作為未來產業重點布局方向之一,推動氫能產業高質量發展,既能培育發展新質生產力,也能為實現“雙碳”目標提供支撐。
氫能怎樣為綠色轉型注入活力?我國氫能產業發展情況如何?近日,記者進行了採訪。
應用場景不斷延伸,為綠色發展注入新動能
在新疆庫車市,綿延成海的光伏板在戈壁灘上熠熠生輝。這裡光伏所發的綠電將輸送至20余公裡外的制氫工廠,進行電解水制氫,氫氣再通過管道輸送至煉化企業。
石油煉化向“綠”而行,離不開我國首個萬噸級綠氫煉化項目——中國石化新疆庫車綠氫示范項目。該項目於2023年6月30日順利產氫,集產、儲、輸、用為一體,一端利用當地豐富的太陽能資源,採用光伏發電直接制氫,另一端將綠氫就近供應中國石化塔河煉化有限責任公司,替代煉油加工過程中使用的天然氣制氫。
“項目如果滿負荷生產,每年可減少二氧化碳排放量約48.5萬噸。”中石化新星新能源公司氫能管理部經理李瑞霞說,該項目已連續安全平穩運行超3年,驗証了綠氫規模化工業應用的可靠性。
制氫,是氫能產業鏈的第一個環節。按制取方式和碳排放水平劃分,氫能主要有灰氫、藍氫、綠氫3種。灰氫以煤、天然氣等化石燃料為原料,碳排放強度高﹔藍氫是利用化石能源制氫,並結合碳捕集、利用與封存技術降低排放,技術復雜且成本較高﹔綠氫則採用風、光等可再生能源發電,通過電解水技術制取。
石油煉化,氫氣是不可或缺的工業原料。以綠氫替代傳統的灰氫和藍氫,挖掘了氫能發展潛力,助推石化行業低碳轉型。
氫能注入的綠色活力,還體現在鋼鐵、電力、汽車等領域。在山東臨沂市臨港經濟開發區,中國鋼研純氫豎爐示范生產線已打通純氫冶金高純鐵生產全流程。這裡開展了金屬化率96%以上氫直接還原鐵的常態化生產,以及3N級(99.9%)高純鐵的批量化試制。
用氫氣還原氧化鐵時,其主要產物是金屬鐵和水蒸氣,純氫豎爐還原后的尾氣對環境沒有任何不利影響,能顯著減輕環境負荷。該示范工程是我國純氫豎爐工程的首次成功應用,已穩定運行超8000小時,單次連續運行超2000小時,安全性、可靠性得到充分驗証。
“隨著全球能源結構深度調整與我國‘雙碳’戰略縱深推進,鋼鐵行業綠色低碳轉型勢在必行。由高碳向低碳工藝轉變,純氫冶金是核心技術路徑之一。”中國鋼研氫冶金(綠色冶金)中心主任楊光浩說。
氫能能量密度大,在長距離運輸上有優勢,被應用於公交客運、冷鏈運輸、干線物流等場景。
2022年北京冬奧會期間,200輛搭載國家電投集團國氫科技“氫騰”燃料電池系統的氫能大巴保障了賽事出行。這些大巴從容應對低溫、降雪、山地等復雜路況,總行駛裡程超過88萬公裡,累計減排二氧化碳超620噸,實現全程“零碳、零事故、零失誤”。
依托國家氫能示范城市群政策牽引,截至2025年底,我國氫燃料電池汽車累計銷量近4萬輛,氫燃料電池應用場景向礦卡、船舶、無人機、軌道交通等延伸。近些年,我國氫能產業正從技術示范探索走向規模化、商業化發展階段,應用潛力持續釋放,展現出越來越廣闊的落地前景。
產業鏈企業創新攻關和政策引導形成合力
我國氫能產業穩步前行,既有產業需求牽引,也離不開產業鏈企業創新攻關和政策引導形成的合力。7月28日,3750噸產自吉林白城市大安市的綠氨經陸路運抵江蘇連雲港市,裝船起航發往韓國,創下全球最大單批次綠氨出口紀錄。
出口的綠氨全部產自位於大安的國家電投集團“氫洲·大安綠氨”示范項目。該項目於2025年7月建成投產,是國內最大規模PEM(質子交換膜)制氫裝備首次實現工業級穩定運行。該項目驗証了PEM制氫技術及自主柔性系統在應對風光發電波動、秒級啟停及寬負荷調節方面的獨特優勢。
“首次”突破底氣何來?國家電投集團國氫科技黨委書記、董事長楊玉峰介紹,國家電投集團國氫科技交付的12套“四拖一”800標准立方米大型“氫涌”PEM制氫裝備,負責消納風電、光伏間歇性波動電力,在項目穩定運行中起到了重要作用。
制氫裝備是電解水生產氫氣的關鍵設備。自2017年國家電投集團國氫科技成立以來,公司聚焦氫燃料電池和先進制氫裝備核心技術自主化,攻克了催化劑、PEM、碳紙、膜電極、雙極板、電堆等一系列核心技術。基於長期積累,研制出“氫騰”燃料電池產品以及“氫涌”PEM制氫裝備譜系。
我國在純氫冶金上取得的進步,背后是行業的奮力探索。2020年,中國鋼研成立中國鋼研氫冶金(綠色冶金)中心,自主開發出純氫冶金全流程綠色工藝與核心裝備,攻克了純氫豎爐工程化關鍵控制技術等一系列難題,建成全球首條5萬噸純氫豎爐示范工程。鞍鋼集團聯合國內科研院所開發純氫流化床技術,基於該技術,2025年8月,全球首套綠電綠氫流化床氫冶金中試線進入投產階段,是純氫豎爐工藝之外的重要探索。
核心零部件國產化替代率持續提升,自主可控能力不斷增強,讓燃料電池系統成本大幅下降。“與2020年相比,目前氫能整車及燃料電池系統成本下降了80%。同時,電堆功率密度、壽命顯著提升,系統功率邁入300千瓦級別,為大功率商用車及重載場景提供了支撐。”楊玉峰說。
近年來,政策支持有力,助推氫能產業商用落地提速。2025年1月正式實施的《中華人民共和國能源法》確立了其能源屬性和法定地位。多個國家級規劃將氫能提升至戰略高度,其中“十五五”規劃綱要將氫能明確為未來產業重點培育方向,《新型能源體系建設“十五五”規劃》將氫能納入非化石能源供給體系並提出2030年可再生能源制氫達200萬噸的目標。
在具體實施層面,《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035年)》明確重點發展可再生能源制氫。今年3月,工業和信息化部等部門啟動新一輪氫能綜合應用試點,引導氫能應用從交通領域向工業、電力、綠色燃料等全場景延伸。同時,財政金融層面的支持愈加精准。2026年《政府工作報告》提出“設立國家低碳轉型基金”,且綠氫項目已納入國家核証自願減排量(CCER)機制,可通過獲取碳資產收益彌補綠氫的成本劣勢。
受訪專家表示,我國構建起從頂層法律設計到具體項目落地的多層次政策體系,為綠色制氫與氫能技術應用提供了堅實支撐。
從政策引導到商業可行,還存在必須跨越的攻堅期
盡管政策紅利持續釋放,但由於氫能產業仍然處於發展初期,產業發展仍有一些瓶頸。
首先,制備成本高、經濟性不足,是綠氫商業化推廣的障礙。以純氫冶金產業落地為例,楊光浩介紹,當前,即便在國內風光資源最好的地區,綠氫成本依然超過18元/公斤,而純氫冶金具備經濟競爭力的綠氫成本需要降到10至12元/公斤。
綠氫多以氣態形式運輸,但這種方式運輸效率低、成本高,削弱了綠氫在終端應用中的經濟性。此外,綠氫生產主要集中在風光資源豐富的“三北”(華北、西北、東北)地區,而消費市場集中在華東、華南等經濟發達區域,空間上的供需錯配進一步放大了這一矛盾。
業內專家表示,我國PEM、氣體擴散層等關鍵材料依賴進口,電解槽寬負荷調節等一些技術仍需突破。“技術突破及創新是推動氫能產業持續發展的關鍵。”楊玉峰說,從政策引導到商業可行,還存在必須跨越的攻堅期。
此外,市場和價格機制不完善也影響行業發展。“碳市場支撐不足,難以形成氫冶金產品的‘綠色溢價’,用戶不願為高價綠鋼買單,導致鋼鐵行業擁抱氫冶金動力不足。”楊光浩說。
經過多年的發展,我國已是世界上最大的制氫國和用氫國,具有豐富的氫能供給經驗和產業基礎。
“綠氫兼有清潔能源和儲能的雙重屬性,是未來工業深度脫碳和實現‘雙碳’目標的重要載體。”李瑞霞認為,隨著光伏、風電等綠電技術進步,綠電成本持續降低,電解槽及燃料電池產能、性能提升,技術的迭代和材料的更新,必將推動綠氫生產、使用成本降低,綠氫產業競爭力增強。
楊玉峰表示,展望未來,產業發展破局關鍵在於聚焦優勢場景、打通全鏈閉環,全行業要從“單點競爭”走向“鏈式協作”。一方面依托全產業鏈協同,以應用拉動技術迭代,推動產業步入“降本—放量—再降本”的正向循環﹔另一方面,聚焦差異化場景,鎖定冷鏈物流、中長途重載運輸等“剛性需求”場景,探索“綠色溢價”的變現路徑,推動商業閉環。
楊光浩介紹,未來,隨著新能源技術發展、設備投資強度降低、鋼鐵行業碳排放控制收緊,綠氫冶金的成本劣勢將被抹平,純氫冶金將會從政策驅動轉向市場驅動。
《 人民日報 》( 2026年08月10日 19 版)
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