北京
由中國產業發展促進會氫能分會（簡稱“氫能促進會”）聯合30余家氫能產業龍頭企業和科研院校共同編寫的《中國氫能技術發展研究報告2024》（簡稱《報告》）近日在京發布。
《報告》著眼于我國氫能全產業鏈技術發展現狀與趨勢，圍繞氫能“制儲輸用”各關鍵環節，從技術發展現狀、不同技術路線對比、核心技術與關鍵裝備水平、國內外技術水平比較等方面進行了全面梳理，并立足全球氫能技術前沿發展方向與我國氫能產業發展實際需要，分析并提出了我國氫能全產業鏈各環節關鍵技術發展方向的科學建議。
化工領域綠氫替代已成為我國氫能產業發展的主要方向之一。2025年2月，國家能源局發布的《2025年能源工作指導意見》中明確提出開展綠色液體燃料技術攻關和產業化試點。《報告》顯示，相較于其他領域，氫氣在化工領域已有長期、大量的應用且技術相對成熟。根據終端產品分類，綠氫化工技術主要包括合成氨、甲醇、SAF等綠色液體燃料以及綠氫合成甲烷等。預計到2030年隨著綠氫經濟性的改善，綠氫在合成氨、合成甲醇等綠色液體燃料領域以及煉化和煤化領域的滲透率將達到約7%，年需求量將達到270萬t左右。
《報告》指出，當前各國正在加緊構建綠氫及綠氨、綠色甲醇等綠色液體燃料的國際貿易鏈，并積極建立合作伙伴關系。認證體系是開展綠氫及綠色液體燃料國際貿易的前置條件，歐洲、美國、日本等地區通過制定綠色產品認證標準和碳關稅等制度，積極搶占國際綠氫及綠色液體燃料貿易話語權。
在綠氫、綠氨及綠色甲醇等氫基衍生物認證標準方面，雖然中國、歐盟、日本、美國的認定條件與閾值各不相同，但認證過程需覆蓋包括原料及運輸的全生命周期已成為各國在制定標準時的一致共識。同時，《報告》強調，綠色CO2已成為決定含碳氫基衍生物是否符合“綠色”標準的關鍵，未來隨著需求的不斷增加，綠色CO2將成為重要資源。
《報告》顯示，綠色合成氨技術的核心在于通過柔性控制技術解決合成氨原料供給的波動性問題。我國自主研發的柔性合成氨技術通過創新氨合成的工藝流程，實現了超寬負荷、快速調節的動態控制，該裝置可在10%~100%的負荷范圍內連續運行。總體來看，我國柔性合成氨技術路線目前處于工程化階段，預計2025年將進入產業化階段，隨著一批綠氨建設項目的投產，國產化柔性合成氨工藝技術將完成關鍵突破，預計到2030年，國產化柔性合成氨工藝技術市場占用率將達到60%以上。
《報告》指出，催化劑是綠色甲醇的核心技術之一。目前在CO2加氫制甲醇領域，不同技術間的差異主要體現在催化劑性能方面，CO2轉化率、甲醇選擇性和副產物生成量均會影響裝置的性能。在甲醇反應器方面，國內企業針對綠色甲醇合成工藝特點開發了列管式等溫甲醇反應器和低能耗精餾技術，該技術具有高催化劑利用率、移熱迅速、反應溫度控制靈敏、能耗低、投資少等優勢，裝置CO2單程轉化率可達40%，總碳轉化率達到95%以上，甲醇選擇性超過99%。
根據《報告》，在可持續航空燃料（SAF）方面，截至2024年9月，ASTM D7566-24a《含合成碳氫化合物的航空噴氣燃料標準規范》批準了11種可持續航空燃料制造工藝，酯類和脂肪酸類加氫工藝（HEFA）、醇噴合成工藝（AtJ）、費托合成工藝（FT）和電轉液工藝（PtL）是當前SAF合成的4個主要工藝路線。
其中，HEFA工藝的原料主要以油脂為主，該技術路線已較為成熟，目前全球大部分的SAF生產均采用HEFA工藝，中國已經投產的項目也均為HEFA工藝。
FT工藝也具備較高的技術成熟度，我國已完成了萬噸級中試試驗。
AtJ的原料來源包括玉米、甘蔗等農作物，以及農林廢棄物、含碳的工業尾氣等，相比美國、巴西，我國此類原料的可用量有限且收儲成本較高，因此國內對AtJ技術的研究較少。
PtL工藝具有減碳能力強、無原材料供應上限制約等優勢，是當前全球SAF領域研究的重點方向。近年來，中國在PtL技術上取得了顯著進展。國內科研團隊開發的PtL技術可通過氣固多相流動反應器形式，將生物質合成氣用一步法高選擇性的制備C8~C12 SAF組分，并伴有環烷烴和芳烴，烴基總收率大于80%。與僅能采用CO和H2作為原料的FT相比，該技術不僅能采用CO和H2作為原料，還可采用CO2和H2為原料進行定向合成，加氫精制后SAF產品收率達到90%。
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