聚焦技術創新與國際合作,加速中國氫能產業破局
作為能源轉型的核心載體,氫能產業的發展離不開技術創新的深度驅動與全球合作的廣度拓展。日前,國家能源局發布《中國氫能發展報告(2025)》,2024年中國氫能產業在技術攻關與國際協作上獲得諸多進展,已進入持續技術創新、加強試點示范、破局產業規模的關鍵階段。
一、技術創新:從全鏈條技術突破到產業競爭力構建
(一)制氫技術:從“灰氫主導”到“綠氫突圍”
在可再生能源制氫領域,中國已形成規模化集群優勢。截至2024年底,可再生能源制氫產能超12萬噸。新疆庫車、寧夏寧東等電解水制氫項目的投產,標志著堿性電解槽技術逐步實現工業化實證驗證。與此同時,質子交換膜(PEM)電解槽關鍵技術取得實質性突破,海水電解制氫中試裝置實現試運行,為沿海地區海上綠氫供應提供了創新方案。相關技術有望推動綠氫生產成本持續下降,逐步接近與灰氫競爭的經濟性拐點。
(二)儲運技術:構建“氣—液—固”多形態儲運體系
高壓氣態氫儲運領域,70 MPaIV型儲氫瓶實現批量生產,摻氫天然氣管道在內蒙古、寧夏示范運行,驗證了現有天然氣管網摻氫改造的可行性;液態氫儲運方面,5噸/天氫液化系統成功下線,技術指標接近國際先進水平;固態氫儲運技術同步推進,鎂基儲氫材料儲氫密度持續提升,在叉車、無人機等場景開展了示范應用。相關突破形成了“氣—液—固”多形態儲運技術體系,將有效降低氫氣運輸成本,為近期氫能區域內優化調度和遠期跨區域資源配置奠定基礎。
(三)應用技術:多元場景催生商業模式創新
工業領域,氫基豎爐直接還原鐵技術實現噸鋼減排CO2超70%,寧夏寧東綠氫耦合煤制合成氨項目實現100%綠電供氫;交通領域,燃料電池重卡續航突破1000公里,2400千瓦氫動力調車機車完成萬噸裝車試驗,標志著重載運輸領域技術的成熟;能源領域,兆瓦級純氫燃氣輪機完成整機試驗,固體氧化物燃料電池(SOFC)熱電聯產效率持續提升,為分布式能源與電網調峰提供了高效解決方案。相關應用創新不僅拓展了氫能的市場空間,更推動其從工業原料向多元化能源載體角色轉型。
(四)創新生態:平臺賦能與專利布局雙輪驅動
國家層面,依托“氫能技術”重點專項、企業綠色氫能制儲運創新聯合體等平臺,持續加大科研投入,推動可再生能源高比例消納、電解槽離網波動運行、綠氫高效轉化、氫氨燃燒等關鍵技術攻關。地方實踐中,京津冀、長三角、珠三角等地創新載體加速技術落地轉化,在制氫裝備、燃料電池等環節專利布局實現突破。標準化建設同步推進,多項能源行業標準發布,逐步構建“技術研發—中試熟化—標準認證”的創新閉環。
二、國際合作:從“引進吸收”到“協同拓展”
(一)項目合作:構建全球綠氫供應鏈
在“一帶一路”沿線,中國企業承擔多個標志性氫能項目的工程設計與裝備供應落地,持續開拓電解槽裝備市場。區域合作中,中法雙方規劃在江蘇東臺共同建設“風光氫儲”綠色能源協同融合的海上智慧能源島示范項目;中德機構依托國家重點研發計劃“政府間國際科技創新合作”重點專項,開展綠色能源低碳發展和標準互認探索。這些項目不僅實現了技術與裝備的輸出,更推動全球氫能供應鏈的構建。
(二)技術協同:突破全球共性技術瓶頸
在核心技術攻關方面,中法聯合開展跨洋液氫運輸安全技術研究,解決了液氫罐箱海運工藝控制與風險識別難題;中德合作開發氫氣內燃機發電技術,為分布式能源提供了新路徑;中日韓相關企業在燃料電池領域實現合作,推動了產業鏈供應鏈的深度綁定。國際標準制定上,中國在《燃料電池汽車動力性試驗方法》等多項國際標準中貢獻“中國方案”,推動技術話語權從“跟跑”向“并跑”跨越。
(三)裝備貿易:打造全球制造高地
憑借完整的產業鏈配套,中國已成為全球最大的電解槽出口國,占據國際市場近半份額。在加氫站裝備領域,國產70MPa加氫機通過歐盟相關認證并進入相關市場;儲氫容器為澳大利亞、智利等國的氫能項目提供關鍵設備。更值得關注的是,中國企業正從單一設備出口向“技術+工程+服務”總承包模式轉型,提供“制儲運用”全鏈條解決方案,帶動國內裝備、材料、工程服務一體化出海,樹立“中國氫能制造”的國際品牌。
三、應對挑戰:未來發展的戰略錨點
技術創新是氫能產業發展的核心驅動力,國際合作是拓展發展空間的必由之路。氫能產業正站在“技術突破”與“全球布局”的歷史交匯點,但總體看,全球氫能產業仍未成熟,我國需克服氫能技術成果轉化、創新資源協同、政策市場統籌等障礙,支撐氫能技術創新和產業高質量發展。
一是強化“場景導向”的技術攻關。針對工業、交通、能源三大主戰場,開展定向研發,持續降低應用成本。通過場景需求倒逼技術創新,形成“研發—示范—迭代”的良性循環。
二是構建“雙循環”的合作格局。“引進來”方面,創新國際氫能人才機制,引進海外頂尖團隊;“走出去”方面,依托“一帶一路”倡議,建立氫能合作伙伴網絡,輸出中國技術標準與項目管理經驗,布局海外研發中心,實現技術本地化創新。
三是完善政策賦能和市場協同機制。將氫能納入“新型能源體系”規劃,創新綠氫優先消納機制,推動綠色價值實現;優化市場準入機制,推動各地完善氫能項目管理政策。通過政策精準賦能,降低市場主體風險,加速產業規模化進程。
中國氫能產業通過技術創新突破與國際合作拓展,已進入關鍵發展階段。未來需以場景驅動技術、以政策賦能市場,推動氫能成為能源轉型的核心支柱,為全球能源轉型貢獻中國智慧與解決方案。
(中國科學院院士 鄭南峰)
編輯:高慧君