本文来自邹才能院士最新研究《氢能工业现状、技术进展、挑战及前景》。邹院士指出：氢能在储能、燃料、化工、钢铁等领域的应用必将越来越广，并提出了氢能发展的3大趋势、4大前景、6大挑战。

  根据邹院士的研究，我整理了最新的9份氢能深度PPT，共390页，内容涵盖氢能现状、核心技术、产业链等方面，你们可以下载后搭配本篇文章使用。

  1、三大趋势：加快实现“氢能中国”战略、将“氢经济”的概念转变为现实、开发更多氢能应用场景；

  3、六大挑战：关键技术被国外垄断、成本过高、未形成氢气存储和输运网络渠道、需求关注方向过于单一、技术标准不完善；

  4、九份PPT：中国氢能源产业战略发展报告、氢能领域的风险管控及过程安全管理、氢能政策、制氢、储氢及应用等。

  氢能的开发利用是更快实现碳中和目标、保障国家能源安全、实现低碳转型的重要方法之一。氢能目前主要使用在在能源、钢铁冶金、石油化学工业等领域，随着顶层政策设计和氢能产业技术的加快速度进行发展，氢能的应用领域将呈现多元化拓展，在储能、燃料、化工、钢铁冶金等领域应用必将越来越广泛。

  我国可再次生产的能源资源丰富，应大力开发风能、太阳能光伏发电，实现可再次生产的能源到氢能的转化。但风电和光伏发电的间歇性和随机性，影响了其并网供电的连续性和稳定能力，同时也削弱了电力系统的调峰力度。

  利用风电和光伏发电制取绿氢，不但可以有效利用弃风、弃光，而且还可以降氢成本；既提高了电网灵活性，又促进了可再次生产的能源消纳。此外，氢能亦可作为能源互联网的枢纽，将可再次生产的能源与电网、气网、热网、交通网连为一体，加速能源转型进程。

  氢能可以作为终端能源应用于电力行业，通过氢燃料电池将化学能转化成电能，或者通过燃气轮机将化学能转化为动能。氢燃料电池具有单位体积内的包含的能量高、能量转化效率高、零碳排放等优点，最重要的包含质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池两大类。

  主要由膜电极、双极板、电解质和外部电路等组成，具有工作时候的温度低、启动快、功率范围宽、稳定性强等优势，在汽车动力电源领域发展迅速。

  作为燃料电池和电解槽的关键组件，质子交换膜需要具备质子传导电阻小、电流密度大、机械强度高等特点，此类膜的局限性在于其易发生化学降解，温度上升使质子传导性能变差，成本也较高。

  是全固态发电装置，由阳极、阴极、电解质、密封材料以及连结材料等组成。其中，电解质决定了其工作时候的温度和功率，是核心部件。虽受限于600～1000 ℃的高工作时候的温度和低启动速度，但因其燃料选择范围广、能量转化效率高、无需催化剂等优点拥有广阔的发展前景。

  燃气轮机是将燃料的化学能转化为动能的内燃式动力机械，是发电和船舰领域的核心装备。较之于燃煤发电机组，燃气轮机具有发电效率高、污染物排放量低、建造周期短、占地面积小、耗水量少和运行调节灵活等优点。目前，燃气轮机电站发电量约占全球总发电量的23.1%。

  在这方面我国与国外差距较大，需要加强政策扶持力度、深化科研攻关，尽早为氢能燃气轮机国产化进程铺平道路。

  目前全球约55%的氢需求用于氨合成，25%用于炼油厂加氢生产，10%用于甲醇生产，10%用于别的行业。随着我们国家科技、工业水平的持续不断的发展，在石油炼制等石化领域将会慢慢的多地用到加氢技术。

  石油化工中用到的加氢技术最重要的包含重油加氢裂化生产芳烃及乙烯、渣油加氢脱硫生产超低硫燃料、劣质催化柴油及汽油加氢转化生产高辛烷值汽油、C3馏分加氢脱丙炔与丙二烯、重质芳烃加氢脱烷基、苯加氢制环己烷等。

  氢用作原料合成化工产品，例如氨、尿素等。氨主要是通过哈伯—博施法合成获得，具有比氢更高的单位体积内的包含的能量，可用于储存能量和发电，并且完全不会排放二氧化碳。

  氨可以在室温和10 atm下作为液体储存，适合于运输。此外，还有完善的运输和处理液氨的基础设施，便于氨的规模利用。氨还可以与CO2结合得到尿素，既是一种重要的氮肥也是一种可持续的氢载体，它稳定、无毒、对环境无害且更易于储存。

  氢气一样能通过与二氧化碳反应合成简单的含碳化合物，如甲醇、甲烷、甲酸或甲醛等。这些化合物液化后易存储、方便运输、单位体积内的包含的能量高、不易爆炸，并且作为液态燃料实质上可以达成零碳排放，是一种适合于除输电之外的可再次生产的能源储存和运输模式。

  钢铁冶炼过程中，采用焦炭作为铁矿的还原剂，会产生大量的碳排放及多种有害化学气体。钢铁冶金作为我国第二大碳排放来源，亟待发展深度脱碳工艺。用氢气代替焦炭作为还原剂，反应产物为水，可以大幅度降低碳排放量，促进清洁型冶金转型。

  目前国内部分钢铁企业也发布了氢冶金规划，建设示范工程并投产，在“双碳”目标的背景下，发展氢能炼钢已迫在眉睫。在实际生产中，最适合炼钢的是绿氢，若绿氢生产所带来的成本得以降低，则可加快绿色冶金的推进，最终所获得的环保效益会覆盖其额外成本。利用氢能进行钢铁冶金是钢铁行业实现深度脱碳目标的必行之路。

  目前全球氢能行业总体处于发展初期，在终端能源消费量中占比仍然很低。尽管目前开展氢能行业布局国家的合计经济总量已占据全球的75%，但受限于多方面的制约因素，氢能行业尚未形成全产业链与合力，未能全面推动生产生活进步，其问题大多如下：

  ①氢能关键材料及设备零部件要求苛刻、工艺复杂、成本高昂，并且不同国家、不同部门之间的技术差距明显。尤其对于我国来说，一些关键技术仍然被国外所垄断。

  ②电解水制氢技术是实现绿氢大规模生产的最有希望的途径，但其成本过高，主要由电价导致，短期仍无法完全替代碳排放量较高的化石燃料制氢。

  ③受限于我国可再次生产的能源资源的分布状况，制氢端与用氢端往往存在着较大的时间和空间错位性，尚未形成完善的氢气存储和输运网络渠道。

  ④较之于石化能源产业，氢能属于新兴能源，目前缺乏相应基础设施整体布局。因此，目前氢能全产业链体系上下游难以形成有效联动，尚未健全。

  ⑤当前用氢端需求关注方向过于单一，大多分布在在氢燃料电池及其交通载具方面，目前成熟度偏低、规模不大，需求尚且没得到全面开发。

  ⑥氢能技术标准不完善，涉及氢品质、储运、加氢站和安全等内容的技术标准较少，急需一套健全的国际、国家或行业标准，以此来规范氢能行业市场健康发展。

  与当前构建天然气工业一样，我国正在构建制氢、储氢、运氢、加氢、用氢等氢气能源工业体系。针对氢能行业在技术、经济性及布局规划上的挑战，结合产业链所有的环节，氢能未来发展主要有以下3大趋势：

  ①在制取氢方面，通过电力成本与设备成本的协同降低，方可体现绿氢的经济优势。较之于日本、韩国等国家，我国幅员辽阔，具有广阔的沙漠、戈壁、荒漠、草原及海域资源，能够给大家提供丰富的太阳能、风能、潮汐能等可再次生产的能源资源，在发展绿氢方面具有先天优势，可以加快实现“氢能中国”战略。

  ②在储运氢方面，氢的长距离储运将以天然气管道掺氢或新建纯氢管道输氢为主，中短距离要以如氨等多种储运技术结合，并因地制宜地发展。随着制氢端的技术突破，通过输氢网络交联，在氢能的下游如工业、交通和建筑等领域大规模普及，绿色“氢经济”的概念将转变为现实。

  ③在应用氢方面，随着行业聚焦与技术发展，期待很高的是氢燃料电池，带动交通领域应用的变革。在各类需要用氢的化工领域，如炼油、合成氨、甲醇生产以及炼钢行业，绿氢将逐步取代灰氢。在其他诸多传统能源密集型产业，氢能也将代替化石能源作为能量载体进行供能。在建筑领域，采用绿色氢能的分布式冷热电联供系统，也是节能减排的重要方式。同时，更多的氢能应用场景将得以逐渐开发。

  ①62页《中国氢能战略发展报告》：包括对氢能现状、技术及趋势做了分析；

  ③21页《必维氢能全产业链解决方案》：氢能制备和储运全产业链的安全解决方案；

  ⑥76页《氢能重点产业链介绍》：对氢能发展战略以及急需突破领域进行研究；

  ⑧12页《国产化压缩机助力氢能发展》：围绕隔膜压缩机的经济性、设计原则、应用案例等方面做了讲解；

  ⑨21页《中国加氢站建设情况和各省市政策分析》：详解从我国加氢站建设情况、建设趋势以及补贴政策等。返回搜狐，查看更加多