氫能產(chǎn)業(yè)是我國新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)的重點發(fā)展方向，是發(fā)展新質生產(chǎn)力的重要方向之一。作為我國最大的氫氣生產(chǎn)利用主體，中國石化自2023年牽頭成立氫能應用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈高質量發(fā)展推進會暨專家咨詢委員會以來，全力推進各項重點任務，充分發(fā)揮“產(chǎn)業(yè)引領、科技支撐、開放合作、融通帶動”作用，氫能應用產(chǎn)業(yè)鏈建設取得積極進展，在基礎配套建設、重點項目實施、關鍵技術突破及鏈上企業(yè)間合作融通等方面成效顯著，產(chǎn)業(yè)鏈補鏈、固鏈、強鏈能力不斷提升。目前，國內氫能關鍵裝備研發(fā)制造水平穩(wěn)步提升，電解槽等裝備制造成本下降30%左右，供應商發(fā)展為300余家，燃料電池系統(tǒng)成本較2020年下降近80%。

4月12日，由中國石化主辦的氫能應用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈高質量發(fā)展推進會暨專家咨詢委員會第二屆年會在湖北武漢召開。會議以“氫載未來 碳惠天下”為主題，圍繞打造核心鏈環(huán)建設、完善產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同機制、把握綠氫綠氨發(fā)展趨勢、防范產(chǎn)業(yè)鏈重大風險等方面，集聚全產(chǎn)業(yè)鏈智慧力量，助力我國氫能應用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈高質量發(fā)展。

發(fā)展可持續(xù)燃料重要且緊迫

交通運輸領域的碳排放是世界及我國碳排放的主要貢獻者之一。2022年全球交通領域碳排放量占總碳排放量368億噸的23.1%；我國交通領域碳排放量占全國碳排放總量114.8億噸的10.4%。為減少碳排放量，可持續(xù)燃料市場迅速發(fā)展。可持續(xù)燃料是從可再生資源中提取的燃料，用以替代傳統(tǒng)的化石燃料。全球可持續(xù)燃料市場規(guī)模預計2025年可達1500億美元。

減少交通運輸領域的碳排放是實現(xiàn)“雙碳”目標的必要措施之一。我國正在規(guī)劃建設一批可持續(xù)燃料項目，預計3年后產(chǎn)能會逐步快速釋放。然而，可持續(xù)燃料市場存在一些挑戰(zhàn)，例如，生產(chǎn)可持續(xù)燃料需要大量的可再生資源，而這些資源的成本可能很高。

中國工程院院士曹湘洪認為，發(fā)展可持續(xù)燃料要重視科學規(guī)劃理性發(fā)展、技術路線優(yōu)化選擇、產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新和體制機制創(chuàng)新，發(fā)展綠電制氫生產(chǎn)綠醇、綠氨要重視綠電的間隙性、隨機性，以及綠醇、綠氨連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的匹配性，同時要夯實技術基礎，重視可持續(xù)燃料和氫能的耦合發(fā)展。

在航空運輸領域，用生物航煤替代化石燃料是實現(xiàn)凈零碳排放的有效途徑之一。生物航煤是可持續(xù)燃料的一種，由 “地溝油”（餐飲廢油）、農林廢棄物作原料，經(jīng)過復雜技術工藝處理而成。與傳統(tǒng)石油基航煤相比，全生命周期碳排放量可減少50%以上，最高可達85%。

2023年我國航煤年消費量約3300萬噸，若全部以生物航煤替代，一年可減少碳排放量約5500萬噸。《“十四五”民航綠色發(fā)展專項規(guī)劃》明確提出，力爭2025年生物航煤用量達到5萬噸。然而，由于“地溝油”雜質多、酸值高、含鹽量大，生物航煤技術要求高、投入成本高，制約了產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展。目前，我國僅中國石化和河南君恒生物實業(yè)集團獲得適航證書。

我國主要生物質總儲量約38億噸，可利用量巨大。生物質具有清潔、可循環(huán)利用等特點，與石油基航空燃料相比，是最早被認定的可持續(xù)航空燃料。作為可持續(xù)燃料的重要組成部分，生物航煤未來有很大發(fā)展?jié)摿Γ前l(fā)展新質生產(chǎn)力的重要舉措和航空業(yè)減碳的重要途徑。

中國石化布局生物航煤產(chǎn)業(yè)鏈，以餐飲廢油等為原料，生產(chǎn)出中國石化1號生物航煤，產(chǎn)品通過適航認證并首次實現(xiàn)商業(yè)飛行。中國石化集團公司首席專家聶紅認為，航煤難用電、氫替代，航空業(yè)降碳面臨較大挑戰(zhàn)，需要圍繞資源可獲得性、技術先進性和經(jīng)濟性及碳足跡和碳減排，研發(fā)油脂加氫生物航煤、費托合成生物航煤、其他路線生物航煤等多條技術路線。由于其他路線技術成熟度低、生產(chǎn)成本高，2030年前，油脂加氫技術路線仍將處于主導地位。當下，亟須提升油脂加氫技術路線競爭力，同時推行其他生產(chǎn)工藝。目前，費托合成生物航煤技術部分單元已實現(xiàn)工業(yè)化，有望成為下一個商業(yè)化的生物航煤生產(chǎn)技術。醇制航煤和二氧化碳制航煤等技術也取得突破性進展，結合資源量和分布情況可提前進行工業(yè)布局。

清華大學教授魏飛認為，可再生綠電的低成本與大規(guī)模發(fā)展為二氧化碳制芳烴、綠色航煤提供了很大空間。芳烴12.5千瓦時/千克的高能量密度是綠氫二氧化碳轉化與儲存、利用的有效方法。金屬氧化物+納米分子篩模板自催化可在低溫下得到很高效率的化學品。二氧化碳加氫反應過程中，芳烴特別是四甲苯有最優(yōu)的低溫選擇性，由二氧化碳直接制四甲苯可有70%的選擇性。利用生物質氣化或二氧化碳+綠氫可得到生物航煤，且具備經(jīng)濟可行性。

使用替代燃料也是航運業(yè)碳減排的根本性解決方案。中國船級社武漢規(guī)范所所長甘少煒表示，綠色航運發(fā)展呼喚綠色燃料，航運業(yè)低碳發(fā)展雖然面臨安全、燃料標準與供應、標準及監(jiān)管要求高等挑戰(zhàn)，但也將迎來新機遇，相關部門要不斷完善新能源船舶安全標準和管理體系，持續(xù)推動我國航運可持續(xù)燃料全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，加快建立航運綠色燃料標準與認證機制。

以綠氫制備和燃料電池為龍頭，帶動氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展

目前，我國已初步掌握氫能制備、儲存、運輸、加注等主要技術和生產(chǎn)工藝，是全球最大產(chǎn)氫國，2023年制氫量約3500萬噸，主要以化石原料制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫為主。截至2023年底，我國規(guī)劃可再生能源制氫項目387個，總產(chǎn)能643萬噸/年；建成可再生能源制氫項目58個，合計產(chǎn)能7.8萬噸/年。綠甲醇、綠氫煉化、氫冶金等多個工業(yè)示范應用項目建成投運。氫能供給總量穩(wěn)定、綠氫發(fā)展加速。

我國煉油與化工仍是氫氣主要消費領域，交通領域還處于小規(guī)模示范階段，消費占比小于0.1%。在陸上交通領域，氫車與電動車優(yōu)勢互補，共同推動交通能源變革發(fā)展。截至2023年底，我國建成474座加氫站（投營280座），約占全球總量的1/3；氫燃料電池汽車保有量超過1.7萬輛，約占全球總量的1/5，主要布局在國家“3+2”燃料電池汽車應用示范城市群，主要以重卡和公交車為主。

雖然取得了一定的成績，但總體來看，我國氫能產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期，發(fā)展路徑還需進一步探索。中國石化原副總經(jīng)理、氫能專咨委副主任凌逸群提出，一是加快完善國家氫能產(chǎn)業(yè)相關扶持政策，延續(xù)氫能交通優(yōu)惠政策，出臺綠氫生產(chǎn)、分布式制氫、儲運和工業(yè)應用的財政支持政策，激發(fā)全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展活力；二是適度超前制修訂氫能標準，健全氫能標準體系，提高標準的可實施性；三是加快出臺氫氣能源屬性的全產(chǎn)業(yè)鏈安全管理辦法，進一步提升制氫、儲運氫和加氫站等設備和重點臨氫場所的本質安全水平。

在燃料電池與氫能交通方面，中國科學院院士歐陽明高帶領清華大學新能源團隊建立氫能燃料電池技術體系，開發(fā)出國內首輛燃料電池城市客車產(chǎn)品，自主研發(fā)的燃料電池發(fā)動機，功率覆蓋30~240千瓦，零部件國產(chǎn)化率達到100%。燃料電池性能實現(xiàn)了耐久性、智能化。

在電解水制氫方面，全面研發(fā)固體氧化物、質子交換膜、堿性電解水制氫技術，電解水制氫裝備由于與氫燃料電池技術平臺相似，成為當前唯一可行的商業(yè)化制氫技術路徑，擁有更多的應用需求和更大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

在氫能系統(tǒng)集成與氫儲能方面，全面開展了制氫大系統(tǒng)關鍵工程問題與集成、氫安全監(jiān)控、長周期大規(guī)模可再生能源氫儲能等氫能系統(tǒng)集成關鍵技術研究。

展望未來，歐陽明高表示，在氫能技術鏈領域，我國當前在氫能核心關鍵技術燃料電池和電解裝置方面已取得重大進展，還需繼續(xù)優(yōu)化升級。現(xiàn)有氫儲運技術雖不理想，但有各種選擇。在氫能價值鏈方面，已認知的價值是戰(zhàn)略價值，并由此催生了氫能熱，亟待開發(fā)的價值是商業(yè)價值，核心是性價比、源頭是綠氫成本。在氫能產(chǎn)業(yè)鏈方面，要以富余綠電資源低成本制氫為源頭，以多元化、大規(guī)模商業(yè)示范應用場景為龍頭，帶動綠色氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

會上，中國石化氫能裝備制造基地正式揭牌，中石化石油機械股份有限公司董事長、黨委書記王峻喬表示，加快建成自主可控、具有競爭力的氫能裝備制造基地，必將助力我國氫能裝備高質量發(fā)展。

降低綠氫成本是氫能產(chǎn)業(yè)全面崛起的關鍵

由于我國工業(yè)領域脫碳的緊迫性和綠氫與工業(yè)端應用的適配性，綠氫在工業(yè)領域，特別是在煉油化工和冶金領域的應用成為未來主要消納方向之一。預測到2060年我國氫能年消費需求將增長到8600萬噸，占終端能源消費比例達12%。

目前，我國氫能應用已形成制氫、儲氫、運氫、加氫、用氫等較為完整的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)鏈，關鍵材料、器件和裝備制造基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，參與市場主體范圍不斷擴大，呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢。在國家政策扶持下，氫能產(chǎn)業(yè)進入“技術創(chuàng)新-規(guī)模降本-開拓市場”的良性循環(huán)。

2023年是我國氫能產(chǎn)業(yè)爆發(fā)元年，綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐加快，通過能源央企大型綠電制氫項目建設，推動國產(chǎn)電解槽等裝備大型化，制造成本下降20％~30％。國內堿性電解槽供應商由最初的幾家發(fā)展到目前300余家，單槽制氫規(guī)模從1000標準立方米/小時發(fā)展至3000標準立方米/小時。

在氫能制備方面，石油化工、煤化工、氫冶煉和氫儲能領域企業(yè)紛紛布局，呈現(xiàn)“傳統(tǒng)能源國企全鏈條整合”“新能源民企向氫能延伸”的發(fā)展格局。在氫能儲運方面，我國正推動氫能長距離、大規(guī)模輸送體系建設，30兆帕管束車下線投用，氫氣中短距離管道投用，長距離管道開始建設，目前已建成運營氫氣管道總長度超150千米。在氫能應用方面，中國石化依托自有煉廠建成氫燃料電池供氫中心11座，建成128座加氫站/油氫合建站，國內加氫站網(wǎng)絡占有率約30%，數(shù)量居全球單一公司首位，初步打通京滬、京津唐、滬嘉甬、成渝萬和濟青5條氫能走廊。

綠氫產(chǎn)業(yè)正處在為期10年左右的“快速降本期”，是低碳氫從培育期走向商業(yè)化的關鍵階段。通過降低發(fā)電成本和電解槽等裝備成本，預計我國綠氫的基準平準化成本將在2030年降為20元/公斤左右，部分地區(qū)降至15元/公斤以下，若打通“以氫減碳”價值鏈，在碳價100元/噸時，預計綠氫將在2030年前后與天然氣制氫展開競爭，2035年前后與煤制氫平價。

由中國石化新星公司負責實施的新疆庫車萬噸級綠氫示范項目工程于2023年全面建成投產(chǎn)，是全球首個規(guī)模化光伏直接制綠氫項目，開創(chuàng)了我國煉化領域深度脫碳新的發(fā)展路徑。新星公司執(zhí)行董事、黨委書記劉世良認為，綠氫可廣泛應用于傳統(tǒng)工業(yè)（化工、冶煉等）用氫降碳、氫能交通、電網(wǎng)儲能等場景，將在工業(yè)深度脫碳、能源轉型、產(chǎn)業(yè)升級中發(fā)揮關鍵作用，未來發(fā)展前景廣闊。采用“綠氫+生物質”技術，碳足跡清晰，是響應歐盟等碳政策的有效途徑，可向冶金、水泥、交通等場景推廣。綠氫產(chǎn)業(yè)競爭力將持續(xù)增強，降低綠氫成本是產(chǎn)業(yè)全面崛起的關鍵。綠氫的長時儲能屬性，將助力氫能產(chǎn)業(yè)、新能源電力、電網(wǎng)多方共贏。

河鋼集團率先探索“以氫代碳”零碳生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)“低碳冶金”新模式，徹底解決了鋼鐵生產(chǎn)的能源和碳排放問題。結合區(qū)域產(chǎn)業(yè)和氫能優(yōu)勢，建成全球首例120萬噸氫冶金工程示范項目。河鋼集團宣鋼公司黨委書記、董事長王宏斌認為，利用鋼鐵行業(yè)富氫的焦爐煤氣提取氫氣，可以解決制氫成本問題。

佛山仙湖實驗室戰(zhàn)略科學家程一兵認為，受氫氣液化溫度非常低等因素影響，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的技術挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)為難以低成本、高安全、大容量、跨區(qū)域儲運，氨容易液化，液氨儲運能耗和運輸成本均較低，且儲運技術、標準、基礎設施較成熟，液氨作為氫的高效儲運介質可將氫的運輸經(jīng)濟半徑從150~200千米增至數(shù)千千米以上，成為解決氫能儲運問題的有效技術途徑。