氢启未来：用风光发电打造绿色能源新链条
发布日期：2025/5/25
在“双碳”战略不断推进的当下，一种“看不见、摸不着”的清洁能源正悄然登场，它的名字叫——绿色氢基能源。
说到氢能，很多人第一印象是“氢燃料电池车”或“火箭燃料”。但其实，氢能的“朋友圈”远不止这些。绿色氢基能源是以绿氢为核心，衍生出氨、甲醇、可持续航空煤油等多种低碳燃料，正逐渐成为支撑工业、交通、建筑等多领域脱碳的“超级拼图”。
最近，《绿色氢基能源技术研究进展与产业化现状》一文全面梳理了绿色氢的制取、储运、应用与产业发展路径，值得我们深入一读。
什么是“氢基能源”？它与氢能有何不同？
氢基能源，是以氢气为核心，通过化学反应或载体转化形成的一类低碳或零碳能源体系，涵盖了：
绿氢：由可再生能源电解水制得的氢气；
绿氨：将绿氢与氮气合成的液态能源；
绿色甲醇：用绿氢与CO₂合成的可燃液体；
可持续航空燃料（SAF）：以绿氢为原料合成的航空替代燃料。
它们的核心逻辑是：用清洁电力（如风能、太阳能）制造氢 → 将氢“装进”更易储运、可直接燃烧或使用的分子 → 服务交通、工业、电力等终端领域。
与传统氢能聚焦“氢气本身”不同，氢基能源更注重“氢的衍生应用”，也因此被视为链接可再生能源与化石能源系统之间的“桥梁能源”。
[1]图片来源：[1]罗志斌,孙潇,蔡春荣,等.绿色氢基能源技术研究进展与产业化现状[J/OL].南方能源建设,2025:1-13(2025-05-15)[2025-05-19].
从风和光中“提氢”：氢的生产技术全景
目前氢气的来源主要有三类：绿氢、蓝氢和灰氢。制氢技术对比如下表：
其中，绿氢才是“未来之星”。它主要依靠电解水技术实现，分为：
碱性电解槽（ALK）：技术成熟、经济性好；
质子交换膜（PEM）电解槽：效率高、响应快，适合风光波动性电源；
固体氧化物（SOEC）：高温高效，尚处试点；
阴离子交换膜（AEM）：结构紧凑、成本低，仍在发展中。
📌 技术焦点：降低电解水成本、提升制氢效率，是绿氢规模化发展的关键。
氢“藏”在哪？氢的储运技术解读
氢不像石油、天然气那样容易储存和运输，因此产业发展受限。主要储运方式包括：
1. 高压气态储氢
优点：技术成熟、应用广泛（如车载气瓶）；
缺点：安全风险高，适用于短距离运输（<200km）。
2. 液态氢
需将氢冷却至−253℃液化，能量密度高；
技术门槛高，广泛应用尚需突破。
3. 化学储氢（氨、甲醇等）
将氢气“绑定”在液氨或甲醇分子中，形成氢的“液体形式”；
能通过常规油罐车、管道运输，适合远距离、大规模储运。
4. 固态储氢
通过金属氢化物等材料吸附氢气；
安全性好，但吸放氢过程复杂，尚不成熟。
📌 储运痛点：安全、成本和效率三者难以兼顾，亟需新材料与工程技术突破。
不同类型储氢瓶技术参数对比[1]
几类储氢载体的特性对比[1]
几种氢储运技术经济性对比[1]
氢基能源的终极归宿：用在哪？
根据中国《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，氢能在以下四大领域最具应用潜力：
1. 交通运输氢燃料电池汽车；
氨燃料船舶、甲醇动力列车；
可持续航空燃料替代煤油，推动航空业减碳。
2. 电力储能与发电
利用“电-氢-电”（P2P）储能模式解决新能源波动性问题；
使用氢燃气轮机、燃料电池等发电设备，灵活调峰。
3. 工业脱碳
用绿氢替代炼化、合成氨、冶金等工业中的化石原料；
实现深度脱碳而不改变工艺流程。
4. 航空航天与新材料
液氢是火箭燃料；
氢还可用于合成新材料、电子工业等领域。
全球热潮，中国起势
🌏 国际方面：
欧盟、美国、日本均出台氢能战略，积极推动绿氢在工业、交通等场景落地；
欧盟电解槽产能超6 GW，目标2030年达到千万吨绿氢年产量。
🇨🇳 中国方面：
2024年绿氢产能全球领先，超12万吨/年；
多地建设“绿氢+绿氨/甲醇”一体化项目；
2025年氢能产业总产值预计突破万亿元，氢燃料汽车超5万辆。
典型项目如：
新疆库车光伏制氢项目：全国首个万吨级绿氢工程；
双鸭山绿色甲醇与航油示范基地：电-氢-碳协同模式，走出新路径。
典型绿色氢基燃料项目介绍[1]
绿色氢基燃料项目产能统计[1]
挑战仍在，未来可期
当前关键瓶颈：制氢成本高，绿电不稳定；
储运基础设施不完善；
终端应用场景尚在培育中；
缺乏统一的绿色认证与标准体系。
建议发展路径：持续攻关制氢、储氢、用氢关键技术；
拓展氢基燃料下游市场，如氨燃料船、绿色化工；
加快配套基础设施建设，如管道、加氢站、液氨罐；
建立绿色认证体系，推动国际接轨；
加强跨区域协同，推动“西氢东送”。
氢基能源不是遥不可及的“未来能源”，而是在现实中逐步落地、生根发芽的新动能。它不是对传统能源的彻底颠覆，而是与可再生能源协同互补，连接多种产业形态的“通用能源媒介”。
在全球碳中和目标加速推进的背景下，氢基能源将在交通、电力、工业等领域持续扩张，成为能源新体系中的“主干道”。
当清洁电力遇上灵活氢能，我们正在用科技的方式，给未来一点绿色希望。
作者信息
罗志斌/第一作者
中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司, 广东 广州 510663天津大学化学工艺博士，《南方能源建设》青年编委，主要研究方向为氢能、储能以及二氧化碳利用技术研究与产业化
论文摘要
【目的】氢基能源是以氢作为主要介质转化形成的二次能源，对推动能源体系低碳转型，实现碳中和目标，具有重要意义。研究氢基能源产业的关键技术和发展现状，有助于对氢基能源产业的发展提出前瞻性的建议。【方法】文章综述了氢气以及氨、甲醇和可持续航空煤油等绿色氢基燃料的生产、储运和应用三大环节的关键技术及其技术成熟度，研判了氢基能源产业技术的难点和发展方向，并基于国内外氢基能源的发展形势，分析了我国氢基能源产业发展的现状。【结果】绿色氢基能源关键技术持续取得突破、核心装备国产化水平不断提高、示范项目的规模进一步扩大，但目前氢基能源产业的发展仍处于初期阶段，制约生产效率和应用推广的技术难题依然存在，规模化和降成本是产业发展的重要方向。【结论】推动氢基能源产业的发展，需要夯实科技创新基础，围绕重点领域“卡脖子”技术攻关，加快自主创新产品的国产化。进一步地，加快储运基础设施建设并拓展下游应用场景，逐步建设和完善适应行业发展的产业政策和标准体系。
关键词：氢能, 绿氨, 绿色甲醇, 可持续航煤, 氢基能源, 关键技术, 产业化
引文信息罗志斌,孙潇,蔡春荣,等.绿色氢基能源技术研究进展与产业化现状[J/OL].南方能源建设,2025:1-13(2025-05-15)[2025-05-19]. LUO Zhibin, SUN Xiao, CAI Chunrong, et al. Research progress and current status of industrialization for green hydrogen-based energy technologies[J/OL]. Southern energy construction, 2025:1-13(2025-05-15)[2025-05-19]. DOI:10.16516/j.ceec.2025-042.
来源：零碳能源
