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彭苏萍院士:中国氢能正走向「泛氢」时代,低成本与可靠性是关键

发布时间:2025/10/28 21:10    来源:中国氢能联盟




在全球能源转型浪潮中,中国正探索一条基于自身资源禀赋的氢能发展道路。

10月23日,在由国家能源局能源节约和科技装备司指导,国家能源集团主办、中国氢能联盟和国华投资(氢能公司)共同承办的2025国际能源变革论坛氢能高质量发展分论坛上,中国工程院院士、中国矿业大学教授彭苏萍作《泛氢技术与产业实践》主旨报告。

他指出,基于我国“煤多油少气少”的资源禀赋,不能单纯追求可再生能源替代,而是要通过发展涵盖氢、氨、甲醇的“泛氢”体系,走出一条低成本、高可靠性的务实路径。


报告摘录如下:
(内容有整理)


 

全球能源绿色转型加速

氢(泛氢)成为重要战略方向

在能源绿色低碳转型大势下,资源开发利用方式正从矿藏资源消耗型向天然资源再生型转变,碳氢燃料开发利用也从高碳燃料向低碳燃料过渡。化石能源低碳化、零碳能源规模化、多种能源加速融合的趋势愈发明显。氢能被认为是21世纪的革命性能源,燃料电池/电解池是引领能源革命的关键技术。

发达国家已将氢能规划上升到国家能源战略高度,氢能已成为推动绿色发展、保障能源安全和参与国际竞争的重要战略选择。目前,全球已有60多个国家和地区发布氢能战略。欧盟组建欧洲氢能银行,日本出台《氢能社会促进法案》,韩国、巴西等国家建立低碳氢法律框架,多个国家通过补贴和市场化机制推动清洁氢制取降本。

由于氢能存储不便、液化成本高等因素限制了远距离运输,全球正进入“氢2.0”时代,氢能产业正向绿氨、绿色甲醇等“泛氢”能源方向延伸,同时多个国家正在探索绿氢应用并推动氢氨醇贸易合作。预计到2050年,全球将有约4亿吨可再生氢和低碳氢及其衍生物实现远距离运输。目前,澳大利亚、沙特等资源国已积极布局氢(泛氢)能源出口市场。

我国能源结构转型任务艰巨

需加快建设新型能源体系

我国是全球最大的能源生产与消费国,现有能源结构决定了碳减排任务的复杂性与艰巨性。目前,我国能源生产结构呈现出“一大三小”的特征,即以煤为主、油、气和非化石能源为辅。尽管非水可再生能源发展迅速,但总体占比仍然偏低。推动经济增长模式的绿色低碳转型不会一蹴而就,我国国情能情的特殊性决定了无可借鉴先例可循。

同时,能源总量和结构决定了相关产业面临巨大的减排压力。以煤为基础的发电与转化效率仍有较大提升空间,迫切需要通过高效技术手段降低用煤总量。大规模可再生能源在短期内尚难替代煤炭,油气供应安全形势依然严峻,能源转型仍需时间推进。此外,二氧化碳资源化回收与高值化利用的技术体系尚有不足。

传统能源的逐步退出,必须建立在新能源安全可靠替代的基础之上。要加快建设新型能源体系,注重传统能源与新能源的多能互补、深度融合,依靠科技创新,探索符合我国国情的绿色低碳发展路径。

构建多元清洁能源供应体系

氢(泛氢)能源为能源安全提供支撑

氢(泛氢)能源作为清洁替代燃料,在强化能源安全韧性、推动能源系统高效低碳转型方面具有独特作用,其低碳高效、能源互联媒介、可储能、安全可控等显著优势,可在工业、交通、建筑、电力等领域多场景应用,成为实现“双碳”目标的重要支撑力量。

吉林大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目

氢(泛氢)从供需两侧影响能源结构优化与供应链建设。在供给侧,应发展适应规模化可再生能源开发的绿色氢能制备技术,以提升能源综合利用效率。通过构建以氢能和泛氢为核心的“可再生能源—(电力系统+氢能网络)—工业产线”循环体系,提高我国能源系统整体效率,并降低综合能源成本。氢(泛氢)能源制备技术是泛氢能源应用和大规模商业化推广的重要前提,随着全球脱碳进程与能源革命提速,规模化、绿色化、低成本的氢(泛氢)能源制备技术可有效支撑国家能源安全保障与国际能源竞争力提升。在需求侧,应建设新型绿色氨醇化工制备体系,实现传统化工原料的绿色替代与产业升级。氢能与泛氢制备技术正从以化石能源为主的原料体系,转向以可再生能源为主的原料输入体系。以氢、氨、醇为重点的绿色能源,与传统工业深度耦合,将成为推动终端用能绿色转型升级的重要抓手。

构建多元化清洁能源供应体系是未来方向。氢(泛氢)能源可作为化石能源与可再生能源之间的桥梁,通过替代与互补关系,压缩化石能源消耗量,提升清洁能源在总体结构中的占比,为国家能源安全保障提供新支撑。

技术路线多元化

创新示范加快落地

我国氢能生产需要从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。截至2024年底,我国氢气产能超过5000万吨/年,产量超3650万吨,其中化石能源制氢占比约78%,可再生能源制氢产能约12.5万吨/年。氢(泛氢)制取与应用技术路线日趋多元,高温固体氧化物电解制氢(SOEC)、二氧化碳加氢直接制甲醇等关键技术不断取得新突破。

图丨万吨级甲醇船舶“国能长江01”轮

示范应用领域稳步推进。工业应用方面,新疆库车绿氢项目、宁夏宁东可再生氢碳减排示范区项目等相继建成投产,吉林大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目一期接网方案获批;交通领域,京沪高速开展长途干线氢动力物流运输试运营,大功率氢能源动力火车投入使用,万吨级甲醇双燃料动力内河散货船实现绿色甲醇加注,甲醇船舶“国能长江01”轮实现煤炭装载运营,轻型氢内燃飞机原型机首飞;电力领域,首个2兆瓦级氢燃料电池热电联供示范项目在河南焦作试运行成功,200千瓦级高温固体氧化物燃料电池发电系统在广东开展示范运行,广东台山60万千瓦燃煤发电机组掺氨燃烧试验成功,固体氧化物燃料电池(SOFC)已广泛应用于数据中心、发电/热电联供等创新场景,国内首个兆瓦级IGFC技术试验基地、国内首套百千瓦级二氧化碳近零排放的IGFC试验示范系统等重大技术装备持续突破。全国累计建成燃料电池热电联供与发电项目超过100个。

氢能公共服务体系持续健全,氢能质量保障方面,国家能源集团在鄂尔多斯市打造氢能装备实证实验平台,是国内首个氢能装备全链条实证测试及全生命周期质量服务平台、氢能标准验证点、满足国际“一检多证”检测基地,入选国家能源局氢能项目试点;交易服务方面,我国首个氢基绿色能源交易平台启动建设,并引入“中国氢能价格指数”,以氢交易为起点,未来全面覆盖氢氨醇等泛氢绿色能源,将打造成为立足中国、辐射全球的氢能(氢基绿色能源)资源配置枢纽。

然而,我国氢(泛氢)技术与产业发展仍存在短板。关键技术和零部件自主化水平有待提升,电解水制氢装置在效率、稳定性和工艺制造方面与国际领先水平尚存差距。储运装备成本高、效率不足,使氢能在经济竞争力上仍弱于传统能源。加氢环节虽具备装备集成能力,但部分指标仍需改进。此外,绿氢(泛氢)产品尚未纳入国内碳市场交易体系,国际绿色认证标准不统一,贸易价格易受国际波动影响。

发展目标清晰

四项政策建议引领未来布局

未来10至20年是我国氢(泛氢)技术与产业发展的关键窗口期,需紧密联系我国能源发展实际,从战略、政策、技术、资金、国际合作等方面积极谋划,通过改革创新破解发展难题,助力实现氢能源与燃料电池高质量发展。我国氢(泛氢)产业的发展目标为:到2030年,初步建立泛氢产业体系,完善政策与标准体系,掌握核心技术和制造工艺,形成多元化应用方案;到2040年,基本建成现代化泛氢产业体系,可再生氢成为供给与消费的增量主体,氢基能源生态初步形成;到2050至2060年,形成绿色化、低碳化、多元化、高端化的泛氢产业体系,可再生氢成为能源体系主力,泛氢经济成为低碳循环经济的重要支撑,为实现碳中和提供坚实保障。

针对氢(泛氢)产业持续健康发展,有以下四项政策性建议:第一,加大氢(泛氢)能源领域关键核心技术攻关;第二,推动氢(泛氢)能源发展耦合工业领域深度脱碳;第三,推动氢(泛氢)能源发展与新型电力系统构建深入融合;第四,加强以氢(泛氢)能源为基础的基础设施体系建设。图片