“不利于存儲、液化成本高等難題限制了氫能遠距離輸送，全球正進入‘氫2.0時代’，氫能產業向綠氨、綠色甲醇等‘泛氫’能源方向發展。”在近日召開的2024中國電氫耦合與氫化工技術創新大會上，中國工程院院士彭蘇萍指出，在成本可控且技術成熟的條件下，氫氨醇能源應用將大提速，其中燃料發電、航運燃料等應用領域有望成為泛氫能源消費的新增長極，預計在2035年前后迎來快速發展。

為什么要發展泛氫能源？

氫能被稱為“21世紀的終極能源”，具有清潔、高效特征，同時也存在儲運困難和安全方面的擔憂。通過技術手段，將氫轉化為氨，再與二氧化碳合成甲醇，既解決了氫應用難題，又拓寬了應用領域。

彭蘇萍介紹，泛氫能源制備技術包括電解水制氫、化石能源制氫、生物制氫等，我國能源稟賦屬性決定當前的市場以化石能源制氫為主，但可再生能源制氫是發展方向。目前，化石能源制氫、氨、甲醇已形成完備的產業鏈。可再生能源制氫項目陸續批量啟動，在華北和西北地區密集落地，建成運營項目合計可再生氫產能約7.8萬噸/年，綠氫、綠氨、綠色甲醇技術邁向商業化。

發展泛氫能源是能源結構調整的必然要求。“隨著風電光伏大規模、高比例接入電網，其間歇性、波動性需要氫能等調節性電源作為支撐，從而平抑或減少風光發電出力不穩定的影響。通過電解水轉化為穩定的化學能并長周期儲存，可以實現能源的有效管理和調度。”國核電力規劃設計研究院綠電轉化產業分公司工程技術部副主任杜逸云指出，從國家能源安全大局出發，充分發揮新能源資源豐富的特點和優勢，增加能源供給總量，優化能源供給結構，將全面提升可持續發展水平和國際競爭力。

中國電力科學研究院技術戰略研究中心室主任康建東介紹，目前，我國在建氫能項目共79項，制氫規模為2241兆瓦，工程技術方面以可再生能源電解水制氫為主。電氫耦合在技術、成本、政策等推動下，氫能作為連接可再生能源的紐帶和潛在的電力儲能介質，可以應用于“源、網、荷”各個環節，將在新型電力系統中扮演重要角色。

面臨哪些機遇和挑戰？

市場看好綠色氫氨醇的市場機遇。

綠氨是一種零排放燃料，可用于火電廠燃料、船用燃料、氨燃料電池等場景。綠色甲醇具有燃料高效、排放清潔、可再生等特點，常溫常壓下為液態，使用安全便捷。彭蘇萍預計，合成氨方面，2035年前，農業和工業消費仍是氨主要應用場景，2035年后氨能源進入快速發展期，預計摻氫發電與氨動力船舶具有經濟性；2060年，預計氨動力船舶滲透率將達到40%以上，船舶用氨燃料需求量將達到約6500萬噸/年。綠色甲醇方面，2025年后航運燃料需求將帶動產能產量持續增長，到2030年，全國甲醇產業平均可再生氫應用率有望達到20%，汽車、船舶燃料替換是中遠期全球范圍內甲醇燃料應用的重要場景。

據悉，全球各國已規劃1418個綠氫項目，其中超過1000個項目計劃在2030年前投產或部分投產，綠氫建設進程不斷推進。但從綠氫到綠氨、綠色甲醇，產業鏈長、主體多、技術難度高，還面臨諸多挑戰。

杜逸云指出，新能源出力具有隨機波動性，與連續穩定制氫、用氫需求存在時間錯配問題，高溫高壓的化工設施如果頻繁啟停將帶來安全運行風險。行業在柔性匹配技術、大規模氫儲運、制氫設備負荷瞬時響應等方面仍需突破。

低成本是轉化應用的前提。電力規劃設計總院清潔能源研究院高級工程師吳茜指出，當前綠氫供應成本較化石能源制氫高出1倍左右，經濟性相對較差，相關項目進展緩慢，已投產產能不足4萬噸，與規劃產能存在較大差距。綠氫電力成本和設備成本有待進一步下降。

未來該如何發展？

當前，風光氫氨醇一體化項目成為企業熱門投資領域。中能建氫能源有限公司副總經理劉大為介紹，公司已簽約儲備的綠色氫氨醇項目達50多個，在“三北”地區建設氫源和氫化工基地，在政策扶持力度大、市場需求強的“長三角”“珠三角”“成渝城市群”等區域推進氫能裝備制造、技術研究中心等上下游產業。

康建東建議，強化頂層設計，推動電氫協同，讓氫能布局與新型電力系統建設規劃相銜接，明確氫能在新型電力系統應用發展的路線圖，開展激勵政策設計，進行應用引導和優化補貼。圍繞產業發展需求，打造典型示范工程，同時推進團體、行業和國家標準的制定，促進工程化標準建設和規范化管理。

針對可再生能源電解制氫場景設備間耦合關系復雜，影響因素多樣，規劃配置困難問題。康建東指出，要結合場景特點，已知波動性可再生能源容量及出力特性，系統并網方式等，通過優化電解槽、儲氫、蓄電池等設備容量配置，來提升可再生能源利用率及制氫經濟性。

在吳茜看來，綠氫降本增效需要產業鏈上下游企業協同與整合，綠氫規模化開發需從當前能源電力企業“一頭熱”轉向上下游協同開發“兩頭熱”。要充分考慮全鏈條的柔性協同，推動用氫企業積極開展適應波動性氫源的柔性生產工藝和裝備研發，提高生產系統波動性適應能力，降低波動性引起的運行成本增加，提高項目經濟效益。