氢气储运及利用发展现状、关键挑战与战略机遇研究

　　1.1宏观战略地位不断增强、规模扩张与结构转型并存

　　氢能作为全球能源转型的关键抓手，在中国“双碳”战略推动下已形成全产业链发展格局。中国氢能产业链可大致分为上游制氢（以煤制氢、天然气制氢和工业副产氢为主）、中游储运（包括各类储氢方式、运输手段与加氢基础设施）、以及下游利用（涵盖工业应用、交通运输和电力系统等）。当前产业正处于从试点示范向规模化应用过渡的关键阶段，呈现出“上游产能庞大但结构待优化、中游技术多元突破但瓶颈尚存、下游应用场景逐步拓宽但规模有限”的鲜明特征。

　　1.2氢气生产现状：传统主导与“脱碳”导向下的技术迭代

　　中国氢能产业上游呈现典型的“化石燃料制氢为主、工业副产氢补充、可再生能源制氢加速”的供给结构，2024年全年生产消费规模超3650万吨3，其中化石能源制氢仍占主导地位，煤制氢产能约2800万吨/年，产量2070万吨；天然气制氢产能1080万吨/年，产量760万吨；工业副产氢作为重要补充，产能达1070万吨/年，产量770万吨；绿氢生产实现突破性增长，成为产业转型核心亮点。2024年电解水制氢产能约50万吨/年，产量32万吨，其中，可再生能源电解水制氢已建成产能达12.5万吨/年，占全球总量的50%以上。

　　1.3氢气储运现状：气态储运为主，技术多元化发展

　　目前中国氢气储运体系以高压气态储氢与长管拖车运输为主，广泛应用于加氢站及工业燃料供应。但受制于储氢密度低、运输半径有限、高压设备成本与安全风险等因素，该模式难以支撑大规模、远距离氢能调配。液态氢储运技术尚处起步阶段，主要集中于航天、科研领域，尚未实现产业化扩展；液态有机氢载体（LOHC）和固态储氢材料多处于示范验证或实验室阶段，尚未形成商业闭环。

　　高压气态储运氢：将氢气压缩到一定的压力下，以高密度气态形式储存到一个耐高压的容器或气瓶里，具有能耗低、易脱氢、工作条件较宽、成本低，是目前发展最成熟、最常用的储氢技术。高压气态储氢还需向轻量化、高压化、低成本化、不断提升体积储氢密度的方向发展。

　　管道输氢：管道运输是实现氢气大规模、长距离输送的重要方式，具有输氢量大、能耗低的优点，但是前期建造投资较大，氢气专输管道单位长度投资约是天然气管道的3倍。

　　低温液态储氢：将氢气冷却到-253℃进行液化，然后将其储存在低温绝热容器中，具有热值高、体积储氢密度大、占用空间体积较小等优点。但液氢易挥发，液化消耗能量较大，且对储罐材料的绝热性能有着极高要求。

　　固态储氢：以金属氢化物、化学氢化物或纳米材料等作为储氢载体，通过化学吸附和物理吸附的方式实现氢的存储。固态储氢具有体积储氢密度高、不需高压容器、可得到高纯度氢、安全性好、灵活性强等优势，但储氢材料的技术成熟度、材料性能、系统控制管理和能耗问题有待进一步解决。

　　液态有机氢载体（LOHC）：利用不饱和有机物与氢气进行可逆加氢和脱氢反应，实现氢的储存。有机液体储氢量大、储氢密度高、性能稳定、安全性高，适合长距离氢能运输，但存在脱氢反应温度较高、脱氢效率较低，以及催化剂等问题。

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美国环保协会 冉泽,李蕴洁