什么是“氫制儲輸用”?一文說清

2026年是“十五五”開局之年，正是將宏觀“規(guī)劃圖”細化為可行“施工圖”的關(guān)鍵階段。在這個過程中，我們會頻繁遇到一系列聽起來專業(yè)又前沿的“科技名詞”，比如“綠色供應(yīng)鏈”“清潔低碳氫”等。這些術(shù)語并非空洞的概念，它們背后折射的是未來幾年科技突破、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與生活演進的真實方向。

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“氫制儲輸用”這個名詞。

什么是氫制儲輸用？

氫制儲輸用（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、安全儲存、高效運輸及多元化應(yīng)用技術(shù)體系，是實現(xiàn)氫能規(guī)模化、經(jīng)濟性發(fā)展的關(guān)鍵支撐。

氫制儲輸用的分類信息

氫制儲輸用的詳細解釋

氫能產(chǎn)業(yè)鏈的“制儲輸用”包含氫能制備、儲存、運輸、應(yīng)用四大核心環(huán)節(jié)，是構(gòu)建氫能經(jīng)濟的基礎(chǔ)架構(gòu)。該體系以清潔低碳氫為核心，通過技術(shù)創(chuàng)新推動氫能“從生產(chǎn)端到消費端”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)，其核心是通過不同方法將含氫物質(zhì)分解、提取氫氣。根據(jù)原料來源、工藝技術(shù)路線及產(chǎn)品碳排放強度，主要分為化石能源制氫（灰氫/藍氫）、電解水制氫（綠氫）及工業(yè)副產(chǎn)氫，技術(shù)特點與經(jīng)濟性差異顯著。

綠氫制備：通過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。

藍氫制備：化石能源制氫耦合碳捕集與封存，產(chǎn)品碳排放強度較傳統(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)品碳排放強度高，中國以煤制氫為主（占比超過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)濟性，實現(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，市場占有率超過90%。我國堿性電解水制氫技術(shù)已完成商業(yè)化進程，產(chǎn)業(yè)鏈較完整、成熟。國內(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)子交換膜已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，但在關(guān)鍵性技術(shù)、效率壽命提升、經(jīng)濟性等方面與國際先進水平相比仍存在一定差距，催化劑等材料依賴進口導(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，但相較國外單槽產(chǎn)氫量1000m3/h仍有較大差距。目前，我國PEM電解水制氫項目已經(jīng)邁入10MW級示范應(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)用場景受限，現(xiàn)階段該項技術(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。國際上SOEC產(chǎn)業(yè)已有20年左右的發(fā)展歷程，而我國SOEC產(chǎn)業(yè)起步較晚，在產(chǎn)業(yè)化進程上與國外相比有較大差距。目前，國內(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，轉(zhuǎn)換效率更高、制造成本更低、設(shè)備體積小，被認為有望在未來實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。膜材料研發(fā)及批量化生產(chǎn)是AEM未來應(yīng)用推廣的關(guān)鍵，國內(nèi)外研究者一直致力于新型膜材料的開發(fā)。

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儲氫（Storage）

儲氫技術(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)濟性直接決定氫能終端成本。儲氫技術(shù)主要包括以下四種：

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

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

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

4.有機液體儲氫：通過加氫反應(yīng)將氫氣綁定至有機載體，實現(xiàn)常壓常溫安全儲運。

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輸氫（Transportation）

氫能運輸主要方式及發(fā)展方向包括：

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

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

3.新興與示范模式運輸：液氫槽車、有機液體儲運（LOHC）等技術(shù)逐步進入示范階段，是未來發(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，續(xù)航里程達600-800公里；我國已建成加氫站數(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。氫動力無人機領(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（如中國石化鄂爾多斯萬噸級綠氫耦合煤化工項目）、氫冶金（如河鋼集團120萬噸氫冶金示范工程）等。

在能源領(lǐng)域：氫燃氣輪機、氫儲能電站等新型應(yīng)用加速布局，提升電網(wǎng)靈活性。兆瓦級電氫雙向轉(zhuǎn)換實現(xiàn)了綠電和綠氫的雙向高效可靠轉(zhuǎn)換，標(biāo)志著我國可逆固體氧化物電池技術(shù)從實驗室走向了示范應(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，推動制造業(yè)深度脫碳轉(zhuǎn)型。

氫制儲輸用的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景

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

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。

在氫儲運環(huán)節(jié)，伴隨氫能應(yīng)用場景的不斷拓展，氫儲運技術(shù)呈現(xiàn)多元化發(fā)展態(tài)勢。

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，全球已形成相對完整的產(chǎn)品矩陣，氫能汽車應(yīng)用規(guī)模持續(xù)擴大，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)略價值，推動經(jīng)濟社會全面綠色轉(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)域碳排放強度，同時通過氫儲能的靈活調(diào)節(jié)特性，大幅提升電力系統(tǒng)對可再生能源的消納能力，增強能源供給自主性與安全性。

在產(chǎn)業(yè)升級方面，氫能技術(shù)的突破將帶動高端裝備制造產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，促進電解系統(tǒng)、儲運裝備等關(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)境與社會效益方面，氫能推廣可實質(zhì)性改善城市空氣質(zhì)量，降低細顆粒物污染水平，通過能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化有效提升國家戰(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。氫能制儲運用全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展將有力支撐碳中和目標(biāo)實現(xiàn)，培育經(jīng)濟增長新動能。

氫制儲輸用的綠色應(yīng)用難點

氫能全產(chǎn)業(yè)鏈在綠色應(yīng)用推進過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)濟性平衡、基礎(chǔ)設(shè)施適配三個層面。

第一，在技術(shù)成熟度層面：制儲運環(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，堿性電解槽動態(tài)響應(yīng)速度難以匹配風(fēng)光發(fā)電波動特性；儲氫環(huán)節(jié)高壓氣態(tài)儲氫密度不足，液態(tài)儲氫蒸發(fā)損耗較大，固態(tài)儲氫材料循環(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)濟性平衡層面：綠氫成本競爭力尚未形成。當(dāng)前電解水制氫平準(zhǔn)化成本高出灰氫2-3倍，儲運環(huán)節(jié)成本占比超終端用氫價格的40%，加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施單位投資強度達傳統(tǒng)加油站5倍以上。規(guī)模效應(yīng)拐點需實現(xiàn)年產(chǎn)10GW級電解槽產(chǎn)能和萬套級儲運裝備量產(chǎn)，同時依賴碳價突破300元/噸形成市場調(diào)節(jié)機制。成本要素的跨環(huán)節(jié)傳導(dǎo)加劇產(chǎn)業(yè)鏈價值分配失衡。

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配，主干輸氫管網(wǎng)覆蓋率不足1%，液氫儲運裝備認證標(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)，同時建立氫能期貨交易市場、完善綠氫認證體系、構(gòu)建跨行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)互認機制，通過技術(shù)創(chuàng)新與制度創(chuàng)新雙輪驅(qū)動實現(xiàn)綠色應(yīng)用突破。

參考文獻

[1] 中華人民共和國國家能源局.《中國氫能發(fā)展報告（2025）》.2025.

[2] 中國氫能聯(lián)盟. 中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書[R]. 濰坊: 中國氫能聯(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專家 高級工程師

責(zé)編丨楊楊 王夢如

審校丨徐來 張林林