EnvironmentalDefenseFund氫氣儲運及利用與戰(zhàn)略機遇研究王菊國際氫能燃料電池協會趙康寧國際氫能燃料電池協會鄒薇國際氫能燃料電池協會冉澤美國環(huán)保協會北京代表處李蘊潔美國環(huán)保協會北京代表處1 2 4 9 11 3.2中國石化新疆庫車2萬噸/年綠氫示范項目 3.3吉林大安風光制綠氫合成氨一體化 15 18 5.3重視氫氣排放風險確保氫能安全并 20HH3際能源署、國際可再生能源署等機構預測，到2050年氫能將滿足全球12%-20%的終端能源需求，其中儲作為全球最大的氫氣生產國與消費國，2024年中國氫氣生產與消費規(guī)模已超3650萬噸，龐大的市場基數與“雙碳”目標導向，為氫能全產業(yè)鏈發(fā)展創(chuàng)造了廣闊機遇。與此同時，中對滯后，基礎設施覆蓋率低、技術經濟性不足等問題，已成為制約區(qū)域氫能供需的關鍵瓶頸。本報告聚焦氫氣的儲存、運輸及終端利用環(huán)節(jié)，系統梳了各類技術的成熟度、經濟性及未來發(fā)展趨勢。結合中國氫能產業(yè)的供需結構與示業(yè)發(fā)展面臨的核心挑戰(zhàn)，如經濟性不足、儲運效率偏低、標準法規(guī)體系不完善，以與氣候風險等。通過對中國氫能儲運與利用體系的全面研究，為相關政策制定與產業(yè)有序發(fā)展提供系統性參考與戰(zhàn)略支撐。H2H2國際能源署(IEA)預測基于凈零排放情境（netzeroscenario)，國際再生能源總署(IRENA)預測基于達成1.5°C目標情境。5氫能作為全球能源轉型的關鍵抓手，在中國“試點示范向規(guī)模化應用過渡的關鍵階段，呈現出“上游產能龐大但結構待優(yōu)化、圖1|氫能產業(yè)鏈示意圖2sourcesproductionstoragetransportationconversionapplicationTerminalproducts NuclearVVFossilfuelH2H2High-pressuretanktruckTransportationofcryogenicliquidhydrogenPipelinetransportationCC-traditionalindustrialsectorsinnaturalgaspipelinesTransportationsectorBuildingcogenerationHigh-pressurestorageliquidhydrogenstorageorganicliquidstorageElectrolysisofwaterreformingMetalhydridesstoragetransportationY.;Xu,H.;Gao,D.;Li,W.Cost-EconomicAnalysisofHydrogenfor/10.3390/en13246522/20250530/a2ec7c8861f14df993ad4b1857bf82b9/c.html中國氫能發(fā)展報告2025，國家能源局6圖2|2024年中國氫源結構目前中國氫氣儲運體系以高壓氣態(tài)儲氫與長管拖車運輸為主，廣泛應用于加氫站及工業(yè)燃料供應。但受制于儲氫密度低、運輸半徑有限、高壓設備成本與安全風險等因素，該模式難氫能調配。液態(tài)氫儲運技術尚處起步階段，主要集中于航天、科研領域，尚未實現7表1|各類主要儲運方式特點稀土系/鈦鐵系合金/鎂基固態(tài)將氫氣壓縮于高壓容器---輸-僅用于航天體積比容量47-1.5/1.8/<7.6104/96/94-等/固態(tài)儲運氫-/-/<120016.53003.0/5.523.5/5.511/6.3輸穩(wěn)定圖3|2024年中國氫能終端利用結構中國氫能發(fā)展報告2025，國家能源局8?合成氨：合成氨是氫氣消費結構中另一大支柱領域。在傳統工業(yè)體系中，《氫能汽車藍皮書：中國車用氫能產業(yè)發(fā)展報告(2024)》，中國汽車技術研究中心2三北（西北、華北、東北）地區(qū)具有豐富的潛力。然而，這些地區(qū)的氫能本地需求市場相對有限，如何提高綠氫就近消納以及加強儲運設施建設以促進氫氣外輸，是行業(yè)發(fā)展面臨的一個重要問題。通、建筑等方面具有廣泛的氫基產品應用潛力。此外，這些地區(qū)在科技創(chuàng)新、有較為顯著的優(yōu)勢，能夠有效促進氫能產業(yè)的快速發(fā)展。該地區(qū)交通發(fā)達，適是沿海港口城市，有可能發(fā)展成為氫能貿易和跨國合作的重要樞紐。氫資源豐富，氫能的生產成本相對較低，但存在較大轉型壓力。該地區(qū)地3里，是我國首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長距離的純氫輸送管道。管道一期運力10萬噸/年，預留50萬噸/年的遠期提升潛力。同時，將在沿線多地預留端口，便于接入潛在氫源。管道建成后有的化石能源制氫，大幅緩解中國氫供需錯配的問題，對今后跨區(qū)域氫氣輸送管網建設具有戰(zhàn)略性的示效率低的瓶頸，通過管道輸氫實現大規(guī)模、長距離輸送，降低終端用氫成本，推動綠氫產業(yè)商業(yè)化。同3.2中國石化新疆庫車2萬噸/年綠氫示范項目項目位于新疆阿克蘇地區(qū)庫車市，綜合當地豐富的太陽能資源和中石化塔河煉化用氫需求，建設一體化綠氫煉化系統。項目投資30億元，采用太陽能發(fā)電結合堿性電解水技術生產綠氫的技術路線，光伏發(fā)電裝機容量300MW，制氫規(guī)模2萬噸/年，儲氫規(guī)模21萬Nm3，所產氫氣全部經由管道輸送至塔河煉化創(chuàng)新形成多項規(guī)?；G氫技術。探索了貫通波動可再生新能源規(guī)?；茪淙鞒痰亩囗楆P鍵設計、控制、集成方案，并成功應用于項目中，解決了可再生波動電源條件下制氫的多規(guī)?；瘧眉夹g的發(fā)展。形成綠氫煉化的新模式。項目開展了光伏發(fā)電-綠電制氫-綠氫耦合煉油的全流程示范，驗證了綠電制綠氫規(guī)?；I(yè)應用路徑的可行性，形成了可復制和推廣的綠氫煉化模式。圖5|中國石化新疆庫車2萬噸/年綠氫示范項目3.3吉林大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目該項目是全球最大綠氨項目，規(guī)劃建設風電裝機容量700MW、光伏發(fā)電裝機容量100MW、升壓站220kV，配套40MW/80MWh儲能、新建46000Nm3/h混合制氫(50套PEM制氫系統，39套堿性電解水制氫系統)、60000Nm3儲氫及18萬噸合成氨裝置、預計減少CO2排放65萬噸/年。是對中國構建新型電力系統的積極探索，為富集新能源區(qū)域解決消納難題拓展了新思路，為中國新能源多元化發(fā)展開辟了新路徑。針對氫能產業(yè)輸運難題，項目打通綠電-綠氫-綠氨產業(yè)鏈，打造一體化解決方案，不僅突破了氫能產業(yè)輸運瓶頸，更為現階段實現綠氫應用提供了全新思路，業(yè)領域深度脫碳降碳探索了全新方向。圖5|吉林大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目H2H24總體來看，中國氫能產業(yè)仍處于發(fā)展初期，產業(yè)發(fā)展間錯配導致現有儲運方式難以經濟高效地實現跨區(qū)域輸送；中部傳統工業(yè)區(qū)雖副產氫豐富，卻面臨綠氫轉型成本高、本地應用場景有限的雙重壓力。氫能產業(yè)鏈初具規(guī)模，但是產業(yè)鏈當前氫能產業(yè)的示范應用存在場景相對單一、難以快速形成規(guī)模效應的問題。盡管在交通領域（如燃料電池汽車）的示范已取得初步進展，但這一場景的終端市場規(guī)模培育和基礎設施建設周期長、初始投資大，導致短期內難以支撐氫能產量的快速規(guī)?；{。而其他潛力巨大的應用缺乏成熟商業(yè)模式以及明確的碳排放成本約束機制，其商業(yè)化示范和推廣進度相對滯后。這不僅限制了市場需求，也無法通過多元化的規(guī)模效應來降低整個產業(yè)鏈的成本，從而形成了“用少無法帶動規(guī)?；统杀窘档汀钡呢撓蜓h(huán)，構成了產業(yè)規(guī)?；涞氐暮诵钠款i。4.3氫氣泄漏的安全和氣候風險氫氣分子直徑小，能快速滲透過儲氫罐密封件稍有泄漏就可能形成危險環(huán)境，帶來爆炸燃燒的風險。在高壓環(huán)境下，氫氣還會擴此外，泄漏到大氣中的氫氣會發(fā)生一系列化學反應，延長甲烷在大氣中的壽命，增水蒸氣的濃度。研究表明，氫氣在20年尺度的全球增溫潛勢約為二氧化碳的37倍，100年尺度下仍達12模的擴大，迫切需求高效、穩(wěn)定、經濟的氫能輸運網絡。適合規(guī)模轉運的輸氫管車及液態(tài)有機物氫儲運路徑涉及氫的多相轉變，整體裝備技術要求高、能耗高，場景商業(yè)化程度低，經濟競爭力不足，盡管交通、冶金、儲能等領域已開展示范財政補貼或政策驅動，缺乏內生盈利模式。4.5標準覆蓋不完整與監(jiān)管體系職責氫能儲運及利用相關技術裝備存在短板、應用場景開發(fā)示范不足等因素導致中國氫能產業(yè)標準體系建設仍不完善，在純氫管道運輸技術、低溫液氫、液態(tài)材料儲氫技術、氫直接還摸索、試驗或地方規(guī)范階段，缺乏全國統一技術規(guī)范，氫能類別標準認定、氫險評估等方面仍然缺乏系統、科學的標準規(guī)范，對推動產業(yè)發(fā)展和技術迭代造成了一定阻礙。在監(jiān)管方目進程，影響了氫能產業(yè)的整體發(fā)展效率和安全性。氫能作為未來國家能源體系重要組成部分、用能終端綠色低碳轉型重要載體、前沿新興產業(yè)重點發(fā)展方向的戰(zhàn)略定位，發(fā)展大規(guī)模氫氣儲運技術是保障大規(guī)模用氫必要條件，結合新時期的發(fā)展形勢，以根據各地區(qū)的資源優(yōu)勢和市場需求，合理規(guī)劃布局，形綠氫就近消納；東部沿海地區(qū)依托工業(yè)基礎，重點發(fā)展氫能應用與終端消費；中結合各地資源與產業(yè)基礎，引導氫能產業(yè)園走專業(yè)化、差異化路線，區(qū)域協作與產業(yè)鏈整合以培育高水平集群，優(yōu)先推進綠氫就地消納，推動設施共享，構建高效協同的儲運網絡。以長途貨運為突破口，加快燃料電池汽車的商業(yè)化示范。推進儲運技術進一步降本增效，業(yè)發(fā)展階段與減排需求，梯次提出清潔低碳氫利用比例要求，突破單一交通應用局限，釋放規(guī)?；脷湫枨蟆閼獙錃庑孤淼陌踩c氣候挑戰(zhàn)，應當在氫能產業(yè)的全鏈條中最小化氫氣的泄漏與排放。首先，應當加強材料科學與安全設計規(guī)范研究，重點攻關抗氫脆材料、高效密封技術以及本質安全型設備的設計與制造，從源頭預防泄漏與排放。其次，應當建立最小化氫氣排放的最佳實踐標準，如回收放空、吹掃的氫氣，制定泄漏維修計劃。此外，還可以建立氫氣排放監(jiān)測體系，部署高靈敏度、快速響應的傳感器，實現對制氫工廠、儲運設施及加氫站等關鍵節(jié)點的實時監(jiān)測，確保氫能全鏈條的安全性與氣候效益。聚焦高壓氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)儲氫及管道輸氫等關鍵技術，以安全可控為前提，積極推進材料、結構和技術工藝創(chuàng)新，支持開展多種儲運方式的探索和實踐。提高高壓氣態(tài)儲運效率，加快降低儲運成本，提升高壓氣態(tài)儲運商業(yè)