氢能产业链及储运技术研究现状与发展趋势

当前，氢能技术正逐步趋于成熟。在制氢环节上，以焦炉煤气、氯碱尾气为代表的“灰氢”应用，是氢能产业的起步阶段；使用煤或天然气等化石燃料生产“蓝氢”并结合CCUS技术实现碳中和，是氢能产业的过渡阶段；使用可再生能源或核能生产“绿氢”，是氢能产业的终极阶段。在储运环节上，高压储氢当前使用较普遍、技术较成熟，但经济性不佳制约了其大规模发展。在用氢环节上，虽然氢气作为成熟的化工产品已被广泛用于发电、炼油、化工、冶金等行业，但主要应用对象还是以加氢站为枢纽的交通运输体系及关系民生的燃气行业。

氢能作为具有高效供能效应的清洁能源，在全面应对全球气候问题、推动全球绿色经济发展的大背景下，发展前景广阔。在大量文献调研的基础上，对全球氢能产业链研究发展现状进行分析和探讨。目前，国内外氢能研究取得一定进展，但受制于技术、成本及安全性等瓶颈，氢能暂未得到大规模应用。建议未来加强以下研究：

（1）在制氢环节，目前以具有成本优势的化石能源制氢、工业副产氢为主，太阳能制氢、生物质制氢等技术处于研究和示范阶段，可再生能源发电后电解水制氢是未来制氢技术的重要发展方向。

（2）在储氢环节，目前高压气态储氢是中国主流发展方向，但其存在安全隐患大和储氢密度低等问题。有机液体储氢配合成熟的成品油供销体系具有非常优秀的发展前景，可由此技术为突破口，打破氢能储存技术壁垒，加速氢能产业发展。

（3）在输氢环节，目前氢能大规模应用的有效途径是利用管道实现长距离跨地区运输，无论是气氢管道输送还是液氢管道输送，在金属/非金属管材评价、安全运行、工艺方案及标准体系等方面仍存在诸多关键难题亟待解决。

（4）用氢环节，燃料电池性能提高、经济成本降低以及加氢站建设等问题是目前限制氢燃料电池发展的重要因素，解决这些问题是实现氢能燃料电池商业化应用的关键。借助在役燃气系统消纳氢气，实现“氢进万家”，是推动氢能大规模应用的主要手段。

（5）氢的事故存在事故特征演化规律不清、失效后果预测困难、防护效果差等问题，尚需进一步研究纯氢、掺氢渗透泄漏、积聚、燃烧、爆炸事故特征及演化规律，同时建立失效定量评价方法及完整性管理体系，研发泄漏监测技术。

(6）针对临氢环境下管材相容性评价，国内外均缺乏纯氢、掺氢环境中材料-载荷-环境多因素耦合作用下管道和连接部位的氢失效原位测试方法以及纯氢、掺氢管道系统的相容性评价方法。

(7）针对氢能产业链关键环节，尚需从标准制订、示范工程或科技试验平台建设等方面提升研究水平。