上游制氢工艺现在大部分仍是经过化石动力作为质料制取的“灰氢”，但跟着清洁动力发电规划的前进以及技能的前进，经过电解水制取的“绿氢”将是未来干流的工艺办法。氢的储运依据运用场景的不同，构成以长管拖车为主，液氢槽罐车、管道运送为辅的多元化运送系统。下流最首要的运用范畴是氢动力轿车以及与之配套的加氢站等基础设施，现在还处于快速开展阶段。

  受顶层规划、方针利好驱动，氢能工业正稳步开展。估计未来 10 年内将构成完好氢能工业系统，构建包含交通、储能、工业等范畴的多元氢能运用生态。氢能终究将归入我国终端动力系统，对动力绿色转型开展起到重要支撑效果。

  氢能是一种来历丰厚、绿色低碳、运用广泛的二次动力，正逐步成为全球动力转型开展的重要载体之一。世界可再生动力组织估计，在完成 1.5°方针情境下到 2050 年氢能产值到达 6.14 亿吨/年，在总动力消耗中的占比到达 12%。

  氢气在氧气中的焚烧化学方程式为：2H2+O2=2H2O，与其他化石动力的焚烧不同，氢气焚烧不生成二氧化碳、二氧化硫等温室气体，焚烧产品只有水，是世界上最清洁的动力之一。

  现在，我国每年的二氧化碳排放量在全球位列榜首，2020 年为 98.93 亿吨，2021 年为 105.23 亿吨，2022 年的碳排量估计下降 0.9%，但也处于超越 100 亿吨的高排放水平，高于位列二、三、四位国家碳排放量的总和。“双碳” 方针的提出，意味着我国进入了高质量绿色开展的新阶段，但我国的动力消费结构还较为依靠化石动力，原煤在动力消费结构中占比仍然超越 50%，其他化石动力比如石油、天然气也别离占有较大的比重，为完成“双碳”方针，假如没有核心技能的立异，这个方针将难以完成。在我国当今的工业系统、出产形式下，经过“拉闸限电”等形式来减排是不现实的。

  氢能或将承当这一历史使命，氢能能够协助人类脱碳、固碳，乃至完成负碳。关于终端用能来说，能够把氢作为首要动力，是用能终端完成绿色低碳转型的重要载体，经过氢电互补系统完成工业用能范畴二氧化碳排放量的削减。在交通等方面，以氢能替代柴油、汽油等动力，也能够完成减排乃至“零排”，关于促进完成“双碳”方针具有重要效果。

  （二）热值高、存在规划广泛，安全性高，未来在我国动力安全中或扮演重要人物

  氢气的热值为 143kj/g，约为甲烷（天然气首要成分）的 2.4 倍，汽油的 3 倍，酒精的 3.9 倍，焦炭的 4.5 倍，是除核能以外热值最高的燃料。而且氢元素存在广泛，作为元素周期表排名榜首位的元素，是世界中最丰厚的元素，总质量占一切元素归纳的 75%之多，氢元素在自然界多大多以水的办法存在，取之不尽，用之不竭。

  除此之外，氢气的安全性也相对较高。首要氢气自身无毒无味，也不具有放射性，吸入少数氢，对人体没有任何损害，乃至对人体有利。其次氢气相对也不易爆破，氢气在敞开的大气中，很简略快速逃逸，而不像汽油蒸汽蒸发后滞留在空气中不易分散，相对较为安全。

  我国因受“富煤、贫油、少气”的资源禀赋约束，高度依靠石油、天然气的进口。现在全球交易抵触越演越烈、 俄乌抵触继续晋级，在地缘政治与动力供应危险骤增的布景下，动力安全的重要性被提到了一个新的高度，因而，有必要抓住推动动力转型，赶快完成技能打破，削减对外部动力以及传统动力的依靠，“先立后破”，将动力安全的主动权把握在自己手中，才能够在动乱的世界形势下独善其身，保证国民经济平稳运转，未来，氢能或将是国家动力系统中的重要组成部分。

  理论上来说，液氢是氢能运用的最佳形状，它密度高，是规范状态下氢气密度的 850 倍，是 70MPa 高压氢气 1.8 倍。而且液氢易于焚烧，焚烧安稳且效率高，液氢的临界压力低，它高于热容量，合适作为推力室中的再生冷却器，各种动力循环计划适用，有利于发动机计划的优化和可靠性规划。但液氢的构成要求-253℃的低温，这对制备、贮存、运送等各个环节要求极端严苛。液氢的贮存和运送一直是限制氢动力大规划运用的瓶颈。之前，国内液氢首要用于航天等顶级范畴，很难进入民用范畴，较难构成大规划商业化。

  未来，氢能工业是战略性新兴工业和未来工业要点开展方向，打破氢能核心技能和要害资料瓶颈，加速工业晋级强大，可完成工业链良性循环和立异开展。

  我国现在是世界上最大的制氢国，年制氢产值约 3300 万吨，其间，到达工业氢气质量规范的约 1200 万吨。别的，我国可再生动力装机量全球位列榜首，在低碳清洁的氢能供应上具有巨大潜力。

  现在，国内氢能工业出现活跃开展态势，已开始把握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等首要技能和出产工艺，在部分区域完成燃料电池轿车小规划演示运用。

  全工业链规划以上工业企业超越 300 家，会集散布在长三角、粤港澳大湾区、京津冀等区域。

  氢能工业链别离为上游制氢企业、中游储运商以及下流用氢企业，包含加氢站的建造运营商，氢动力轿车是现在我国氢能运用最首要的范畴，或也是未来氢能工业最重要的运用开展方向。

  2022 年 11 月 16 日，第二届氢能世界(我国·南海)主题峰会在线上举办。在会上发布了 2022 全球氢能企业 TOP100 榜单，评分办法首要选用定性分析 和定量分析相结合的办法进行研究，终究评选出国外50家氢能、国内50家氢能企业进入“2022全球氢能企业TOP100” 榜单。

  现在氢气的出产办法首要分为三种，别离为化石燃料制氢、工业副产制氢和电解水制氢。化石燃料制氢首要是 以煤炭为还原剂水蒸气为氧化剂，在高温下将碳转化为 CO 和 H2为主的合成气，然后经过煤气净化、CO 转化以及 H2提纯等首要出产环节，终究生成氢气。工业副产制氢是指在出产进程中，运用富含氢气的终端废弃物或副产品作为原资料，选用变压吸附法（PSA）收回提纯制取氢气。电解水制氢，望文生义是经过对参加电解液的水通电，分化成为氢气和氧气。

  依据出产工艺的不同，能够把氢气分为“灰氢”“蓝氢”“绿氢”，灰氢指的是以化石动力为质料，经过焚烧或重整等办法制取的氢气，灰氢制取本钱相对较低，但在整个工艺流程中碳排放量较高，不利于“双碳”方针的完成。

  蓝氢是指在出产进程中运用了碳捕集、运用与封存（CCUS）等先进技能制成的氢气，该技能可捕获温室气体，能够削减出产进程中的碳排放量。绿氢则是经过清洁动力发电，电解水制成的氢气。电解水制氢的技能装备简略，工艺流程也较为安稳，在出产进程中几乎没有碳排放，可是缺陷是本钱较高，单位本钱约为灰氢的 4-5 倍，这也是现在电解水制氢开展的最大瓶颈。

  现在全球干流的制氢办法是甲烷水蒸气催化重整工艺（SMR），SMR 是指在必定的反响条件下, 运用催化剂促进甲烷的 C-H 键开裂，并重新组合生成新的化学键进程，具有工艺简略、老练等长处，但我国因资源禀赋的特色，仍以煤制氢的办法为主，相较于 SMR 工艺排放的二氧化碳更多，而电解水低碳环保的制氢办法我国和全球其他国 家占比都不到 1%。

  依据氢的存在形状不同，贮存首要也分为三种办法，别离为气态储氢、液态储氢和固态储氢。气态贮存是现在最为常见的贮存办法，具有本钱低、充放速度快、能耗低、可在常温操作等长处，但缺陷也很明显，气态氢密度低， 会导致贮存体积过大，添加运送难度，而且也存在储氢容器氢气走漏和爆破等安全隐患。液氢比较对气态氢气，具有能量密度大、体积小、加注快捷等长处，可是转化液氢的本钱较高，对绝热的要求高，现在还首要用于航天和军事范畴。固态氢理论上来说是最为抱负，具有安全性好、密度更大、纯度高、运送便当等长处，可是现在还存于技能的研制阶段，而且运用起来关于工况的要求较为严苛，未来跟着科技与技能的前进，将会有更多商业化的运用。

  运送方面，最佳的氢运送办法应依据运送间隔、运送规划等多要素进行考量然后进行挑选。例如运送场景为小规划、短间隔时，高压气态长管拖车便是最为经济的运送办法，一旦运送间隔上升，就会跟着车辆的运用本钱与保护本钱的上升而变得不再经济。长间隔、点对点、超大规划的氢气运送可运用管道运送，但运送管道前期投入本钱 较高，且建造难度大，现在还没有完成规划化的开展和运用，当时，我国纯氢管道建造处于起步阶段，规划较小，总路程约 400 公里，首要散布在环渤海湾、长江三角洲等区域，已建项目以化工园区内运用为主。大规划、中长间隔的运送可将氢气液化后运送液氢，液氢体积小、安稳性高，便于运送，而且能够进行海运。

  现在我国氢能运用最首要的范畴是氢动力轿车以及与之配套的加氢站等配套基础设施。

  比较于传统的燃油车，氢动力车可完成真实的零排放无污染，比较于电动轿车，氢动力车在补能时刻上有巨大的优势，一次弥补燃料仅需求几分钟，与燃油车所需时刻相等。而且，氢动力轿车还具有能量转化效率高、续航路程长等优势。可是，因现在氢动力轿车本钱较高，以及相关技能还不行老练，且与之配套的基础设施建造不完善等原因，民众运用起来并不便利，导致购买志愿不激烈，氢动力轿车在我国还没有得到大规划的运用。

  到 2021 年 12 月，我国累计推行氢燃料电池轿车 8941 辆，累计建成加氢站 205 座，其间，广东、山东、浙江、江苏等区域加氢站建造走在全国前列，已别离建成加氢站 45 座、22 座、19 座和 19 座。湖北、河南、河北等地也在加速推动加氢站建造。

  为了促进氢动力轿车的快速开展，多地在与之配套的基础设施方面都提出了要求和支撑办法，以北京市为例， 2022 年北京市政府发布了《北京市氢燃料电池轿车车用加氢站开展规划（2021—2025 年）》，提出到 2025 年，建造加氢站 74 座，在制氢厂氢气制备规划充沛、运氢车投运数量足够的前提下，日加氢总才能到达 148 吨以上，满 足 126 吨/日的车用氢能需求。

  整体来看，我国氢能工业从制氢-储运-运用，现已开始构成较完好的工业链条。受顶层规划、方针利好驱动，氢能工业正稳步开展。

  估计未来 10 年内将构成完好氢能工业系统，构建包含交通、储能、工业等范畴的多元氢能运用生态。

  制氢方面，为完成“双碳”方针，优化我国动力消费结构，《规划》中提出未来要构建清洁化、低碳化、低本钱的多元制氢系统，要点开展可再生动力制氢，严格控制化石动力制氢。由此可见，经过可再生动力发电电解水制取的绿氢，必定是我国未来的干流制氢办法。

  绿氢的出产本钱首要由用电本钱与设备本钱构成，因而大力开展清洁动力发电办法，下降度电价格，以及优化电解槽技能，是我国完成规划化、工业化制氢的要害。

  现在，国家动力集团、国家电投、明阳智能等多家发电企业与新动力企业布局“风、光、储、氢”一体化项目，完成一体耦合、风景带氢、氢促风景、产融结合的深度协同。绿氢替代灰氢，将成为我国以及全球氢能工业的开展趋势。

  储运方面，估计未来，我国氢的运送仍是以高压气态长管拖车的办法为主，管道运送为辅的运送办法，一起活跃研制固态、深冷高压、有机液体等储运办法，构成高密度、轻量化、低本钱、多元化的氢能储运系统。

  用氢方面，我国推行氢燃料轿车之路仍负重致远、前路艰苦，但氢燃料轿车前景美好未来可期是毋容怀疑的。信任未来跟着技能的前进，氢动力轿车面对的技能瓶颈将会得到解决，跟着基础设施的完善，本钱也会逐步下降，氢动力轿车或有一天走进寻常百姓的日子。

  信任氢能终究将归入我国终端动力系统，与电力协同互补，一起成为我国终端动力系统的消费主体，对动力绿色转型开展起到重要支撑效果。