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“規劃圖”細化為可行“施工圖”的關鍵階段。在這個過程中，我們會頻繁遇到一系列聽起來專業又前沿的“科技名詞”，比如“綠色供應鏈”“清潔低碳氫”等。這些術語并非空洞的概念，它們背后折射的是未來幾年科技突破、產業轉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）是氫能全產業鏈的核心環節，涵蓋氫氣的綠色制備、安全儲存、高效運輸及多元化應用技術體系，是實現氫能規?；?、經濟性發展的關鍵支撐。

氫制儲輸用的分類信息

氫制儲輸用的詳細解釋

氫能產業鏈的“制儲輸用”包含氫能制備、儲存、運輸、應用四大核心環節，是構建氫能經濟的基礎架構。該體系以清潔低碳氫為核心，通過技術創新推動氫能“從生產端到消費端”的全鏈條低碳化，助力能源結構轉型與碳中和目標實現。

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制氫（Production）

制氫技術是氫能產業鏈的源頭環節，其核心是通過不同方法將含氫物質分解、提取氫氣。根據原料來源、工藝技術路線及產品碳排放強度，主要分為化石能源制氫（灰氫/藍氫）、電解水制氫（綠氫）及工業副產氫，技術特點與經濟性差異顯著。

綠氫制備：通過可再生能源電解水制氫（如光伏、風電電解水），產品碳排放趨近于零。

藍氫制備：化石能源制氫耦合碳捕集與封存，產品碳排放強度較傳統工藝降低90%以上。

灰氫制備：以天然氣或煤炭為原料，經蒸汽重整或氣化反應提取氫氣，產品碳排放強度高，中國以煤制氫為主（占比超過60%）。

工業副產氫提純：利用焦爐煤氣、氯堿副產氫等資源，兼具低碳與經濟性，實現資源化綜合利用。

從工藝技術上，目前最為廣泛應用的電解水制氫有四大技術路徑，分別為堿性電解水制氫（AWE）、質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、成熟的技術路線，市場占有率超過90%。我國堿性電解水制氫技術已完成商業化進程，產業鏈較完整、成熟。國內多家氫能裝備公司均已發布3000Nm3/h電解槽。

2.質子交換膜電解水制氫（PEM）。目前國內中小型商用PEM電解槽所使用的質子交換膜已基本實現國產化，但在關鍵性技術、效率壽命提升、經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致成本居高不下仍是PEM大規模商業化應用的主要制約因素。近幾年，我國PEM電解槽規格不斷突破，多家企業推出了單槽產氫量200m3/h以上的產品，但相較國外單槽產氫量1000m3/h仍有較大差距。目前，我國PEM電解水制氫項目已經邁入10MW級示范應用階段。

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），因此應用場景受限，現階段該項技術處于研發與示范階段，正初步步入商業化生產階段。國際上SOEC產業已有20年左右的發展歷程，而我國SOEC產業起步較晚，在產業化進程上與國外相比有較大差距。目前，國內小部分制造商具備SOEC初步產業化的基礎和能力。

4.固體聚合物陰離子交換膜電解水制氫（AEM）。AEM技術目前處于研發與小規模應用示范階段，正在推進已成熟產品的商業化應用。AEM集合了PEM與AWE的優勢，轉換效率更高、制造成本更低、設備體積小，被認為有望在未來實現大規模應用。膜材料研發及批量化生產是AEM未來應用推廣的關鍵，國內外研究者一直致力于新型膜材料的開發。

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儲氫（Storage）

儲氫技術是解決氫能規模化應用瓶頸的核心環節，其技術特性與經濟性直接決定氫能終端成本。儲氫技術主要包括以下四種：

1.高壓氣態儲氫：主流技術為35/70MPa碳纖維纏繞儲氫瓶，技術成熟且應用最廣。

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

3.固態儲氫：金屬氫化物、有機液體儲氫材料研發加速，具有高安全性的特點。

4.有機液體儲氫：通過加氫反應將氫氣綁定至有機載體，實現常壓常溫安全儲運。

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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，摻氫管道是利用現有設施的重要過渡路徑。

3.新興與示范模式運輸：液氫槽車、有機液體儲運（LOHC）等技術逐步進入示范階段，是未來發展的重要方向。

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用氫（Utilization）

氫能作為理想的清潔能源，在多個領域展現出應用潛力。

在交通領域：氫燃料電池汽車（重型卡車、公交等）保有量持續增長，續航里程達600-800公里；我國已建成加氫站數量全球第一，增速領先全球。綠氫衍生品綠氨、綠色甲醇、綠色航煤在海陸空交通領域的應用正處于技術及商業示范階段，呈現多技術路徑并行發展格局。氫動力無人機領域仍處于初步探索階段。

在工業領域：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。

在能源領域：氫燃氣輪機、氫儲能電站等新型應用加速布局，提升電網靈活性。兆瓦級電氫雙向轉換實現了綠電和綠氫的雙向高效可靠轉換，標志著我國可逆固體氧化物電池技術從實驗室走向了示范應用。

圖1 加油站正由單一功能轉向油氣氫電加能站（圖源：中國石化）

當前氫能產業發展仍需突破電解槽壽命、加氫站建設成本、兆瓦級燃料電池系統集成等關鍵技術瓶頸。隨著綠氫成本降低，氫能將在工業、交通、建筑等領域實現規模化替代，推動制造業深度脫碳轉型。

氫制儲輸用的應用領域及發展前景

氫能制儲運在應用領域的發展已進入規?；痉峨A段，正在向商業化應用過渡，技術突破與產業協同加速推進。

在氫制取環節，全球水電解制氫技術加速成熟，呈現多元化和大型化發展趨勢。

在氫儲運環節，伴隨氫能應用場景的不斷拓展，氫儲運技術呈現多元化發展態勢。

在氫應用環節，全球氫能應用仍以合成氨、合成甲醇、石油煉化等傳統工業為主。交通是氫能技術應用的先導領域，氫能乘用車和商用車產品快速迭代，全球已形成相對完整的產品矩陣，氫能汽車應用規模持續擴大，但增速緩慢。

氫能產業鏈的深度發展將釋放多重戰略價值，推動經濟社會全面綠色轉型。

在能源結構轉型層面，綠氫的大規模應用將有效替代傳統化石能源，顯著降低工業領域碳排放強度，同時通過氫儲能的靈活調節特性，大幅提升電力系統對可再生能源的消納能力，增強能源供給自主性與安全性。

在產業升級方面，氫能技術的突破將帶動高端裝備制造產業集群發展，促進電解系統、儲運裝備等關鍵設備迭代創新，并催生新材料研發與技術服務新業態，形成涵蓋研發、制造、服務的完整產業生態。

在環境與社會效益方面，氫能推廣可實質性改善城市空氣質量，降低細顆粒物污染水平，通過能源結構優化有效提升國家戰略資源自主保障能力，構建起清潔低碳、安全高效的現代能源體系。氫能制儲運用全產業鏈的發展將有力支撐碳中和目標實現，培育經濟增長新動能。

氫制儲輸用的綠色應用難點

氫能全產業鏈在綠色應用推進過程中面臨多維度的系統性挑戰，主要體現在技術成熟度、經濟性平衡、基礎設施適配三個層面。

第一，在技術成熟度層面：制儲運環節仍存在關鍵技術瓶頸。電解水制氫領域，質子交換膜電解槽依賴貴金屬催化劑導致成本高企，堿性電解槽動態響應速度難以匹配風光發電波動特性；儲氫環節高壓氣態儲氫密度不足，液態儲氫蒸發損耗較大，固態儲氫材料循環穩定性亟待提升；輸氫領域天然氣管網摻氫比例受限，專用輸氫管道抗氫脆材料研發滯后，液氫泵閥等關鍵部件可靠性仍需驗證。技術成熟度梯度差異導致全鏈條協同效率低下。

第二，在經濟性平衡層面：綠氫成本競爭力尚未形成。當前電解水制氫平準化成本高出灰氫2-3倍，儲運環節成本占比超終端用氫價格的40%，加氫站等基礎設施單位投資強度達傳統加油站5倍以上。規模效應拐點需實現年產10GW級電解槽產能和萬套級儲運裝備量產，同時依賴碳價突破300元/噸形成市場調節機制。成本要素的跨環節傳導加劇產業鏈價值分配失衡。

第三，在基礎設施適配層面：系統協同能力不足制約發展?？稍偕茉粗茪浠嘏c工業用氫需求存在地理錯配，主干輸氫管網覆蓋率不足1%，液氫儲運裝備認證標準尚未統一。加氫網絡建設滯后導致終端設備利用率低于40%，氫能-電力-熱力多能耦合控制系統缺乏互通協議?；A設施的碎片化發展模式難以支撐規模化應用，亟須建立跨區域調配體系和標準化管理體系。

當前關鍵在于突破核心技術，同時建立氫能期貨交易市場、完善綠氫認證體系、構建跨行業標準互認機制，通過技術創新與制度創新雙輪驅動實現綠色應用突破。

參考文獻

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

[2] 中國氫能聯盟. 中國氫能源及燃料電池產業白皮書[R]. 濰坊: 中國氫能聯盟, 2019.

策劃制作

作者丨鄭若晨 中石化石油化工科學研究院有限公司主管師 研究實習員

審核丨郭莘 中石化石油化工科學研究院有限公司高級專家 高級工程師

責編丨楊楊 王夢如

審校丨徐來 張林林