2026年是“十五五”開局之年，正是將宏觀“規(guī)劃圖”細(xì)化為可行“施工圖”的關(guān)鍵階段。在這個(gè)過(guò)程中，我們會(huì)頻繁遇到一系列聽起來(lái)專業(yè)又前沿的“科技名詞”，比如“綠色供應(yīng)鏈”“清潔低碳?xì)洹钡取＿@些術(shù)語(yǔ)并非空洞的概念，它們背后折射的是未來(lái)幾年科技突破、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與生活演進(jìn)的真實(shí)方向。

那么，這些詞究竟意味著什么？它們將如何具體地改變我們的日常？今天，就讓我們走進(jìn)“氫制儲(chǔ)輸用”這個(gè)名詞。

什么是氫制儲(chǔ)輸用？

氫制儲(chǔ)輸用（hydrogen production, storage, transportation and utilization）是氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，涵蓋氫氣的綠色制備、安全儲(chǔ)存、高效運(yùn)輸及多元化應(yīng)用技術(shù)體系，是實(shí)現(xiàn)氫能規(guī)模化、經(jīng)濟(jì)性發(fā)展的關(guān)鍵支撐。

氫制儲(chǔ)輸用的分類信息

氫制儲(chǔ)輸用的詳細(xì)解釋

氫能產(chǎn)業(yè)鏈的“制儲(chǔ)輸用”包含氫能制備、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、應(yīng)用四大核心環(huán)節(jié)，是構(gòu)建氫能經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)架構(gòu)。該體系以清潔低碳?xì)錇楹诵模ㄟ^(guò)技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)氫能“從生產(chǎn)端到消費(fèi)端”的全鏈條低碳化，助力能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

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制氫（Production）

制氫技術(shù)是氫能產(chǎn)業(yè)鏈的源頭環(huán)節(jié)，其核心是通過(guò)不同方法將含氫物質(zhì)分解、提取氫氣。根據(jù)原料來(lái)源、工藝技術(shù)路線及產(chǎn)品碳排放強(qiáng)度，主要分為化石能源制氫（灰氫/藍(lán)氫）、電解水制氫（綠氫）及工業(yè)副產(chǎn)氫，技術(shù)特點(diǎn)與經(jīng)濟(jì)性差異顯著。

綠氫制備：通過(guò)可再生能源電解水制氫（如光伏、風(fēng)電電解水），產(chǎn)品碳排放趨近于零。

藍(lán)氫制備：化石能源制氫耦合碳捕集與封存，產(chǎn)品碳排放強(qiáng)度較傳統(tǒng)工藝降低90%以上。

灰氫制備：以天然氣或煤炭為原料，經(jīng)蒸汽重整或氣化反應(yīng)提取氫氣，產(chǎn)品碳排放強(qiáng)度高，中國(guó)以煤制氫為主（占比超過(guò)60%）。

工業(yè)副產(chǎn)氫提純：利用焦?fàn)t煤氣、氯堿副產(chǎn)氫等資源，兼具低碳與經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)資源化綜合利用。

從工藝技術(shù)上，目前最為廣泛應(yīng)用的電解水制氫有四大技術(shù)路徑，分別為堿性電解水制氫（AWE）、質(zhì)子交換膜電解水制氫（PEM）、高溫固體氧化物電解水制氫（SOEC）和固體聚合 物陰離子交換膜電解水制氫（AEM）。其中：

1.堿性電解水制氫（AWE）。AWE是目前最主流、成熟的技術(shù)路線，市場(chǎng)占有率超過(guò)90%。我國(guó)堿性電解水制氫技術(shù)已完成商業(yè)化進(jìn)程，產(chǎn)業(yè)鏈較完整、成熟。國(guó)內(nèi)多家氫能裝備公司均已發(fā)布3000Nm3/h電解槽。

2.質(zhì)子交換膜電解水制氫（PEM）。目前國(guó)內(nèi)中小型商用PEM電解槽所使用的質(zhì)子交換膜已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但在關(guān)鍵性技術(shù)、效率壽命提升、經(jīng)濟(jì)性等方面與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍存在一定差距，催化劑等材料依賴進(jìn)口導(dǎo)致成本居高不下仍是PEM大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的主要制約因素。近幾年，我國(guó)PEM電解槽規(guī)格不斷突破，多家企業(yè)推出了單槽產(chǎn)氫量200m3/h以上的產(chǎn)品，但相較國(guó)外單槽產(chǎn)氫量1000m3/h仍有較大差距。目前，我國(guó)PEM電解水制氫項(xiàng)目已經(jīng)邁入10MW級(jí)示范應(yīng)用階段。

3.高溫固體氧化物電解水制氫（SOEC）。由于SOEC需要維持較高的工作溫度（800°C左右），因此應(yīng)用場(chǎng)景受限，現(xiàn)階段該項(xiàng)技術(shù)處于研發(fā)與示范階段，正初步步入商業(yè)化生產(chǎn)階段。國(guó)際上SOEC產(chǎn)業(yè)已有20年左右的發(fā)展歷程，而我國(guó)SOEC產(chǎn)業(yè)起步較晚，在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程上與國(guó)外相比有較大差距。目前，國(guó)內(nèi)小部分制造商具備SOEC初步產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)和能力。

4.固體聚合物陰離子交換膜電解水制氫（AEM）。AEM技術(shù)目前處于研發(fā)與小規(guī)模應(yīng)用示范階段，正在推進(jìn)已成熟產(chǎn)品的商業(yè)化應(yīng)用。AEM集合了PEM與AWE的優(yōu)勢(shì)，轉(zhuǎn)換效率更高、制造成本更低、設(shè)備體積小，被認(rèn)為有望在未來(lái)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。膜材料研發(fā)及批量化生產(chǎn)是AEM未來(lái)應(yīng)用推廣的關(guān)鍵，國(guó)內(nèi)外研究者一直致力于新型膜材料的開發(fā)。

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儲(chǔ)氫（Storage）

儲(chǔ)氫技術(shù)是解決氫能規(guī)模化應(yīng)用瓶頸的核心環(huán)節(jié)，其技術(shù)特性與經(jīng)濟(jì)性直接決定氫能終端成本。儲(chǔ)氫技術(shù)主要包括以下四種：

1.高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫：主流技術(shù)為35/70MPa碳纖維纏繞儲(chǔ)氫瓶，技術(shù)成熟且應(yīng)用最廣。

2.液態(tài)儲(chǔ)氫：-253℃深冷液化技術(shù)，體積儲(chǔ)氫密度提升至70 kg/m3，適用于大規(guī)模儲(chǔ)能和長(zhǎng)距離運(yùn)輸，但目前成本較高。

3.固態(tài)儲(chǔ)氫：金屬氫化物、有機(jī)液體儲(chǔ)氫材料研發(fā)加速，具有高安全性的特點(diǎn)。

4.有機(jī)液體儲(chǔ)氫：通過(guò)加氫反應(yīng)將氫氣綁定至有機(jī)載體，實(shí)現(xiàn)常壓常溫安全儲(chǔ)運(yùn)。

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輸氫（Transportation）

氫能運(yùn)輸主要方式及發(fā)展方向包括：

1.短距離運(yùn)輸：20MPa長(zhǎng)管拖車運(yùn)氫，單次運(yùn)量約300kg，成本隨距離增加顯著上升，是目前應(yīng)用最廣泛的運(yùn)輸方式。

2.中長(zhǎng)距離輸送：純氫/摻氫管道運(yùn)輸，適用于百公里級(jí)以上運(yùn)輸，純氫管道是長(zhǎng)期目標(biāo)，摻氫管道是利用現(xiàn)有設(shè)施的重要過(guò)渡路徑。

3.新興與示范模式運(yùn)輸：液氫槽車、有機(jī)液體儲(chǔ)運(yùn)（LOHC）等技術(shù)逐步進(jìn)入示范階段，是未來(lái)發(fā)展的重要方向。

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用氫（Utilization）

氫能作為理想的清潔能源，在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。

在交通領(lǐng)域：氫燃料電池汽車（重型卡車、公交等）保有量持續(xù)增長(zhǎng)，續(xù)航里程達(dá)600-800公里；我國(guó)已建成加氫站數(shù)量全球第一，增速領(lǐng)先全球。綠氫衍生品綠氨、綠色甲醇、綠色航煤在海陸空交通領(lǐng)域的應(yīng)用正處于技術(shù)及商業(yè)示范階段，呈現(xiàn)多技術(shù)路徑并行發(fā)展格局。氫動(dòng)力無(wú)人機(jī)領(lǐng)域仍處于初步探索階段。

在工業(yè)領(lǐng)域：可用于綠氫煉化（如中國(guó)石化鄂爾多斯萬(wàn)噸級(jí)綠氫耦合煤化工項(xiàng)目）、氫冶金（如河鋼集團(tuán)120萬(wàn)噸氫冶金示范工程）等。

在能源領(lǐng)域：氫燃?xì)廨啓C(jī)、氫儲(chǔ)能電站等新型應(yīng)用加速布局，提升電網(wǎng)靈活性。兆瓦級(jí)電氫雙向轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)了綠電和綠氫的雙向高效可靠轉(zhuǎn)換，標(biāo)志著我國(guó)可逆固體氧化物電池技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向了示范應(yīng)用。

圖1 加油站正由單一功能轉(zhuǎn)向油氣氫電加能站（圖源：中國(guó)石化）

當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍需突破電解槽壽命、加氫站建設(shè)成本、兆瓦級(jí)燃料電池系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。隨著綠氫成本降低，氫能將在工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化替代，推動(dòng)制造業(yè)深度脫碳轉(zhuǎn)型。

氫制儲(chǔ)輸用的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景

氫能制儲(chǔ)運(yùn)在應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展已進(jìn)入規(guī)模化示范階段，正在向商業(yè)化應(yīng)用過(guò)渡，技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)協(xié)同加速推進(jìn)。

在氫制取環(huán)節(jié)，全球水電解制氫技術(shù)加速成熟，呈現(xiàn)多元化和大型化發(fā)展趨勢(shì)。

在氫儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，伴隨氫能應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展，氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)呈現(xiàn)多元化發(fā)展態(tài)勢(shì)。

在氫應(yīng)用環(huán)節(jié)，全球氫能應(yīng)用仍以合成氨、合成甲醇、石油煉化等傳統(tǒng)工業(yè)為主。交通是氫能技術(shù)應(yīng)用的先導(dǎo)領(lǐng)域，氫能乘用車和商用車產(chǎn)品快速迭代，全球已形成相對(duì)完整的產(chǎn)品矩陣，氫能汽車應(yīng)用規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，但增速緩慢。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈的深度發(fā)展將釋放多重戰(zhàn)略價(jià)值，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面綠色轉(zhuǎn)型。

在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型層面，綠氫的大規(guī)模應(yīng)用將有效替代傳統(tǒng)化石能源，顯著降低工業(yè)領(lǐng)域碳排放強(qiáng)度，同時(shí)通過(guò)氫儲(chǔ)能的靈活調(diào)節(jié)特性，大幅提升電力系統(tǒng)對(duì)可再生能源的消納能力，增強(qiáng)能源供給自主性與安全性。

在產(chǎn)業(yè)升級(jí)方面，氫能技術(shù)的突破將帶動(dòng)高端裝備制造產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，促進(jìn)電解系統(tǒng)、儲(chǔ)運(yùn)裝備等關(guān)鍵設(shè)備迭代創(chuàng)新，并催生新材料研發(fā)與技術(shù)服務(wù)新業(yè)態(tài)，形成涵蓋研發(fā)、制造、服務(wù)的完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

在環(huán)境與社會(huì)效益方面，氫能推廣可實(shí)質(zhì)性改善城市空氣質(zhì)量，降低細(xì)顆粒物污染水平，通過(guò)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化有效提升國(guó)家戰(zhàn)略資源自主保障能力，構(gòu)建起清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。氫能制儲(chǔ)運(yùn)用全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展將有力支撐碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，培育經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新動(dòng)能。

氫制儲(chǔ)輸用的綠色應(yīng)用難點(diǎn)

氫能全產(chǎn)業(yè)鏈在綠色應(yīng)用推進(jìn)過(guò)程中面臨多維度的系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在技術(shù)成熟度、經(jīng)濟(jì)性平衡、基礎(chǔ)設(shè)施適配三個(gè)層面。

第一，在技術(shù)成熟度層面：制儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)仍存在關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。電解水制氫領(lǐng)域，質(zhì)子交換膜電解槽依賴貴金屬催化劑導(dǎo)致成本高企，堿性電解槽動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度難以匹配風(fēng)光發(fā)電波動(dòng)特性；儲(chǔ)氫環(huán)節(jié)高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫密度不足，液態(tài)儲(chǔ)氫蒸發(fā)損耗較大，固態(tài)儲(chǔ)氫材料循環(huán)穩(wěn)定性亟待提升；輸氫領(lǐng)域天然氣管網(wǎng)摻氫比例受限，專用輸氫管道抗氫脆材料研發(fā)滯后，液氫泵閥等關(guān)鍵部件可靠性仍需驗(yàn)證。技術(shù)成熟度梯度差異導(dǎo)致全鏈條協(xié)同效率低下。

第二，在經(jīng)濟(jì)性平衡層面：綠氫成本競(jìng)爭(zhēng)力尚未形成。當(dāng)前電解水制氫平準(zhǔn)化成本高出灰氫2-3倍，儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)成本占比超終端用氫價(jià)格的40%，加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施單位投資強(qiáng)度達(dá)傳統(tǒng)加油站5倍以上。規(guī)模效應(yīng)拐點(diǎn)需實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)10GW級(jí)電解槽產(chǎn)能和萬(wàn)套級(jí)儲(chǔ)運(yùn)裝備量產(chǎn)，同時(shí)依賴碳價(jià)突破300元/噸形成市場(chǎng)調(diào)節(jié)機(jī)制。成本要素的跨環(huán)節(jié)傳導(dǎo)加劇產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值分配失衡。

第三，在基礎(chǔ)設(shè)施適配層面：系統(tǒng)協(xié)同能力不足制約發(fā)展。可再生能源制氫基地與工業(yè)用氫需求存在地理錯(cuò)配，主干輸氫管網(wǎng)覆蓋率不足1%，液氫儲(chǔ)運(yùn)裝備認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一。加氫網(wǎng)絡(luò)建設(shè)滯后導(dǎo)致終端設(shè)備利用率低于40%，氫能-電力-熱力多能耦合控制系統(tǒng)缺乏互通協(xié)議。基礎(chǔ)設(shè)施的碎片化發(fā)展模式難以支撐規(guī)模化應(yīng)用，亟須建立跨區(qū)域調(diào)配體系和標(biāo)準(zhǔn)化管理體系。

當(dāng)前關(guān)鍵在于突破核心技術(shù)，同時(shí)建立氫能期貨交易市場(chǎng)、完善綠氫認(rèn)證體系、構(gòu)建跨行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)機(jī)制，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新與制度創(chuàng)新雙輪驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)綠色應(yīng)用突破。

參考文獻(xiàn)

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[2] 中國(guó)氫能聯(lián)盟. 中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書[R]. 濰坊: 中國(guó)氫能聯(lián)盟, 2019.

策劃制作

作者丨鄭若晨 中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司主管師 研究實(shí)習(xí)員

審核丨郭莘 中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司高級(jí)專家 高級(jí)工程師

責(zé)編丨楊楊 王夢(mèng)如

審校丨徐來(lái) 張林林