当前,我国绿氢应用正由交通示范向高耗能行业深度渗透,有效支撑工业脱碳。近期,工信部、财政部、国家发改委联合印发《关于开展氢能综合应用试点工作的通知》(以下简称《通知》),将中央财政奖励上限推至单个城市群16亿元,四大工业场景首次被纳入国家试点范围。其中,化工不仅是氢的生产侧,也是应用侧,行业天然存在大量用氢需求,而“双碳”目标对减排提出高要求,让绿氢在化工中的应用潜力进一步释放。同时,化工新材料正助力氢能装备不断“破壁”,由此催生出的大量绿氢需求也有望进一步降低下游用氢成本,推动氢能在更多场景落地。

带来多种可能

相比前一轮试点仅聚焦交通领域,《通知》将试点扩大至工业应用场景,并提出以工业为主要场景的城市群,其工业领域应用占比原则上不低于75%,绿色氨醇、氢基化工原料替代、氢冶金、掺氢燃烧等均被列为重点推进方向。

国家能源局发布的《中国氢能发展报告2025》(以下简称《报告》)显示,我国氢气的生产和消费主要分布在山东、内蒙古、陕西、宁夏、山西等传统重工业所在地区。2024年,合成甲醇、合成氨氢气消费量已占细分氢气消费领域前两位,分别占比27%和26%;炼化和煤化工氢气消费量分别占全国氢气消费量16%和11%。

化工用氢的途径多样。以被称为“化工之母”的甲醇为例,其生产主要通过一氧化碳、二氧化碳与氢气合成。2025年,中国甲醇行业总产能达到11625万吨,同比上涨546万吨。

同时,氢氨醇作为重要的前端材料,也是高分子材料、高性能纤维、功能性膜材料等各类化工新材料的基础。这些新材料正是促进我国氢能技术自主、在更多场景落地的关键。

作为燃料电池车“心脏”的电堆,其核心部件质子交换膜便属于上述功能性膜材料。国内某氢能企业负责人在接受《中国能源报》记者采访时表示,当前电堆相关技术专利多被丰田等外国公司注册,但我国自主技术研发正不断“破壁”。近年来,国内一批企业已经实现了电堆质子交换膜技术自主化。

作为高技术壁垒的关键材料,质子交换膜被称为氢能领域“芯片”。这一壁垒被攻克的背后,是我国氟化工行业的不断发展使得材料性能持续提升。此外,碳纤维提升了储氢瓶强度,石墨是电堆双极板的重要材料。可以说,我国氢车自主技术发展,离不开以氢氨醇为基础的化工新材料。

有望进一步降低绿氢价格

化工不仅用氢,同时也产氢。《报告》显示,化石能源制氢,特别是煤制氢仍占我国氢气供应主导地位。2024年,煤制氢产量同比增长约6.7%,新增产量主要应用于煤制油气。“双碳”目标下,化工行业准入门槛显著提高。以更清洁的绿氢替代灰氢,成为行业减排的可行路径。

《通知》对各类工业场景的氢源类型做出明确要求。绿色氨醇、氢基化工原料替代以及掺氢燃烧均以可再生能源制氢为基础,要求建设配套制氢能力并形成稳定消纳体系,相关考核指标与绿氢使用规模挂钩。

近年来,绿氢替代已在化工场景取得突破。今年3月,全国首个绿氢与煤化工深度耦合示范项目在内蒙古鄂尔多斯全面实施,据预测,项目全面投产后,每年可利用约2.9万吨绿氢替代原有的灰氢。而在2023年投产的新疆库车绿氢项目,光伏、电解槽等绿氢生产设备已稳定运行多年,所产绿氢用于炼化,每年可减少二氧化碳排放48.5万吨。

不同于汽车、船舶、飞行器等场景需要培育用氢需求,化工的用氢需求确定,未来绿氢替代有望激活大规模绿氢应用需求。不仅可降低化工行业排放,也有望降低绿色氢氨醇的价格,进一步降低其他场景的用氢成本。

隆基绿能董事长、总经理钟宝申说,氢能发展的核心挑战在于终端消纳。只有明确了谁是真正的消费者,形成了需求,才能带动前端的投资和技术进步,最终将成本降下来。“当前,我们电解槽效率持续提升,制氢成本快速下降,转化率也大幅提高。我们在连云港规划氢氨醇项目,希望将这些科研成果投入应用,真正降低绿色甲醇的价格,让绿氢、绿醇在下游用得起、用得上。”

水资源限制仍需破解

近年来,宁夏实现绿电自给,当地绿氢产能居全国前列,同时煤制油产能占全国50%以上、煤制烯烃产能占全国20%以上,绿氢耦合煤化工潜力大。行业预计,宁东基地现代煤化工实现15%的绿氢替代,可有效减少碳排放,如果将捕集的二氧化碳和绿氢混合,每年还可生产100万吨以上绿醇。此外,内蒙古、山西、新疆等地也在推进绿氢与化工产业的耦合。

这些工业基地虽然有丰富的新能源电力,但同时也位于淡水缺乏的区域。电解水制氢,水是不可或缺的资源,行业估计,供给绿氢1亿吨,要耗水超20亿吨。

中国矿业大学(北京)原副校长姜耀东表示:“预计到2060年,我国氢气年需求量将达1.3亿吨,要消耗约23亿吨制氢用水,而海水占地球水总量97%,是破解资源约束的战略替代路径。我国深远海风能资源技术可开发量超12亿千瓦,海洋是规模最大的潜在氢源。如果海上风电与制氢需求进一步匹配,清洁能源优势有望转化为产业优势。”

近期,位于山东青岛的我国首个工厂化海水制氢科研项目成功完成1000小时稳定运行,正式迈入规模化绿氢生产新阶段。据了解,该项目所产氢气并入青岛炼化管网,不仅用于氢车燃料加注,也被用于工厂炼化生产。

姜耀东建议,将沿海深远海海域划定为海洋绿氢产能储备区,推动海上风电与海水直接制氢融合开发,实现清洁能源就地转化。建立制输平衡机制,引导绿氢消纳。新疆、内蒙古等风光资源富集区作为陆地战略接续区,实行生态承载力约束下的有序开发,优先配套输氢基础设施,形成海陆协同、梯次发展的产业格局。