氢能分类图（按照碳排放）

基于天然气、煤等化石能源制取和工业副产等途径获得的氢气，由于工艺过程伴有大量的二氧化碳排放，被称为灰氢，约占目前全球氢气产量的 95%。蓝氢制取是基于灰氢制取工艺，结合二氧化碳捕集、利用和封存(CarbonCapture, Utilization and Storage, CCUS)技术，实现碳基燃料制氢的碳固定。尽管蓝氢制取的碳排放可减少约 90%，但 CCUS 需要专门的设备、消耗额外的能源并且固定封存需要特有的条件，需要政府、企业和社会付出巨大的代价方能取得显著的发展。近年来，基于可再生能源的制氢工艺备受关注，特别是清洁电力电解水制氢，真正实现氢制取的零碳排放，获得的氢气被称为绿氢。随着我国能源结构的调整，到 2030 年我国非化石能源消费比重达到 25%左右，可再生能源应用比例显著提高，这为绿氢制备创造机遇，使绿氢发展成为构建安全高效、清洁低碳能源体系的最有效途径之一。

能源体系脱碳化发展、减少碳排放是应对全球气候变化的关键，大力发展氢能将成为全球低碳发展的重要途径。美国、欧盟日韩等主要经济体都布局氢能产业发展规划、推动氢能技术研发和产业化，抢占氢能产业竞争领域制高点。

国外氢能政策盘点

（部分内容）

全国各地氢能发展规划汇总

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太阳能制氢有热化学法、光电化学分解法、光催化法、人工光合作用法和生物法等技术，其中光伏发电和电解水制氢组合技术是主流发展方向。全球光伏发电装机容量从 2013 年的 135 GW，逐步增长到 2018年的 480 GW，光伏技术取得了长足进步，使太阳能制氢日趋成熟。目前，我国光伏新增装机和总装机量都全球领先，随着国家对光伏发电消纳问题的重视，太阳能制氢可实现清洁能源转化，有效消纳光伏发电，具有强大的发动力。随着技术的不断发展光伏发电和电解水制氢成本的逐渐降低，使其具备商业化条件，成为我国能源安全和能源结构调整的重要组成力量。

国内宝丰太阳能制氢储能示范项目，以太阳能光伏发电驱动水电解制氢生产的氢气供给甲醇合成，电解制过程产生的氧气用于煤气化生产装置，优化企业原料供给结构，完善企业循环经济产业结构，实现多元化发展。水电解制氢项目氢气生产能力为 8760 万 Nm/a，太阳能光伏发电项目总装机容量为100 MWp，年均上网电量为 15006.43 万kWh。

储能转化利用技术

可再生能源的存储和转运是综合能源系统的关键环节，若将氢储能转化为更易存储的介质，将大大提升可再生能源的消纳与综合利用水平。氢储能转化利用技术主要包括可再生能源制氢、CO₂和N₂等原料物质的捕集制取、氢转化反应工艺以及氢转化产品利用等，具体包括氢-甲烷转化、氢-氨转化等。

氢-甲烷转化: CO₂加制甲烷的存储容量大，可实现长时间储能。将可再生能源转化为甲烷与制氢相比有以下优势:甲烷的储运技术难度和成本远低于储氢:合成甲烷可利用现有的输送渠道(管道或 LNG 运输设备):虽然天然气掺氢可以部分解决氢输运的问题，但与天然气输送相比，因掺氢对管道安全性材料相容性等提出了新的挑战，因而通过氢转化为甲烷，不必考虑掺氢比例的问题。

氢-氨转化技术:氨由一个氮原子和三个氢原子组成，是天然的储氢介质;常压下，降温到-33摄氏度就能液化，便于安全运输。目前全球 80%以上的氨被用于生产化肥，且氯有完各的贸易和运输体系。理论上，将可再生能源制氢后再转换为氯，可长期、灵活地储存。氢-氨转化技术路线主要包括电解水制氢技术氯合成技术、氯储运技术以及终端的氯分解制氢技术。2022 年 3 月21日，国家发改委、国家能源局印发了《“十四五”新型储能发展实施方案》，推动氢(复)储能技术发展，拓展氢(氢)储能、热(冷)储能等应用领域，开展依托可再生能源制氢(复)的(复)储能试点示范。

本文内容来源于：中国制冷学会，责任编辑：胡静，审核人：李峥

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《2023中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告》

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