氫基燃料（hydrogen-based fuel）是指以氫為主要原料轉(zhuǎn)化形成的二次能源，生產(chǎn)過程通常為“可再生能源發(fā)電－電解水獲取綠氫－以綠氫為重要原料通過系列化學(xué)反應(yīng)生成其他能源形式”。目前技術(shù)條件下獲得的產(chǎn)品主要有綠氨、綠色甲醇、綠色航煤等。與傳統(tǒng)的碳基能源（如煤炭、石油）相比，氫基燃料具有更低的碳排放和更高的環(huán)境友好性。

氫基燃料的分類信息

氫基燃料的詳細解釋

“氫基燃料”是一個比較寬泛的概念，不僅指純氫氣，還包括利用氫氣與其他元素（如碳、氮）結(jié)合生成的合成燃料或含氫的液態(tài)、固態(tài)載體。其核心在于：利用氫氣（尤其是通過可再生能源電解水產(chǎn)生的“綠氫”）作為基礎(chǔ)原料，來制造更易于儲存、運輸和使用的燃料形式，目前技術(shù)條件下獲得的產(chǎn)品主要有綠氨、綠色甲醇、綠色航煤等。

氫基燃料體系主要包括三個關(guān)鍵環(huán)節(jié)：氫氣制備（電解水或化石燃料，結(jié)合碳捕獲的封存和利用技術(shù)）、儲運（高壓氣態(tài)或液態(tài)的液氨/甲醇輸運）和終端轉(zhuǎn)化（燃料電池發(fā)電、氫內(nèi)燃機燃燒動力或化工用途）。綠色制氫利用可再生電力運行電解槽；綠氨或甲醇等載體便于運輸，適用于遠距離或多場景；燃料電池則在運輸與固定源排放上實現(xiàn)零碳排放。

氫氣制備和應(yīng)用領(lǐng)域示意 （圖源：漢化自參考來源[2]）

氫基燃料具有高能量密度、安全清潔與兼容多場景需求等多項優(yōu)勢，可滿足產(chǎn)業(yè)脫碳與能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的雙重需求。但其制氫成本高、儲運技術(shù)復(fù)雜和安全監(jiān)管尚不完善，仍需通過技術(shù)標準與供應(yīng)鏈優(yōu)化加以解決。

氫基燃料的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景

氫基燃料在各領(lǐng)域具備重要應(yīng)用價值。

在交通領(lǐng)域：燃料電池具備快充、低溫啟動強、續(xù)航長的優(yōu)勢，適用于重卡、公交、商用車與航運等場景。

在工業(yè)領(lǐng)域：綠氫可替代煉鋼、化工等行業(yè)中的氫源，實現(xiàn)低碳化生產(chǎn)。

在能源系統(tǒng)領(lǐng)域：氫可作為載體用于長期儲能、調(diào)峰和平衡風(fēng)光波動發(fā)電輸出。

目前，從供給鏈到應(yīng)用場景，各種氣態(tài)與液態(tài)氫載體正在政策推動和市場試點下快速發(fā)展。未來，產(chǎn)業(yè)成本持續(xù)下降，氫基燃料將在工業(yè)中嵌入成為高載、高效、零碳排的關(guān)鍵能源載體，其作為一種清潔、低碳的能源形式，將逐漸成為全球能源轉(zhuǎn)型的重要組成部分，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>

2023年，我國發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)標準體系建設(shè)指南》，規(guī)劃建設(shè)覆蓋制備、儲運、加注與應(yīng)用的完整標準鏈，并已啟動30余項國家標準制修訂工程，包括 GB/T 42855?2023、GB/T 44243?2024、GB/T 44457?2024 等關(guān)鍵標準，涵蓋氫氣品質(zhì)、電泳裝置、壓力容器、安全運行和系統(tǒng)風(fēng)險控制等諸多關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

氫基燃料的綠色應(yīng)用難點

氫基燃料雖具備脫碳潛力，但也存在一些爭議和亟須解決的問題。

第一，所謂“藍氫”仍需要關(guān)注甲烷泄漏風(fēng)險，其整體碳效益利弊仍有爭議。第二，綠氫價格高昂且未來成本下降路徑需驗證。第三，氫氣對安全性要求較高，加壓、泄漏與爆炸風(fēng)險需要嚴格監(jiān)管；部分氫基液體燃料（如綠氨、綠甲醇）在制儲運銷及應(yīng)用的不同場景下具有一定等級泄露、致毒和易燃易爆的社會風(fēng)險，需要配備更成熟、完整、穩(wěn)定的產(chǎn)供銷體系。第四，產(chǎn)業(yè)回收系統(tǒng)尚未完備，燃料電池組件與氣瓶廢舊處理機制仍在構(gòu)建。第五，項目資本投入大，產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)中尚有困難環(huán)節(jié)，一旦政策退款或市場變化將影響產(chǎn)業(yè)可持續(xù)；需防止吹高過猛與資源浪費。

此外，國內(nèi)氫基燃料發(fā)展過程中，也存在一些瓶頸。

第一，綠氫成本高企，當前每公斤綠氫成本仍高于傳統(tǒng)制氫，若未來無法有預(yù)期地大幅下降，將極大影響燃料經(jīng)濟性。

第二，加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，站點布局不均、補貼政策邊際下降，投資動能不足，并影響物流與運輸應(yīng)用的競爭力。

第三，標準體系雖在升級，但仍存在制定時滯、標準配套不平衡不完善、地方與行業(yè)標準差異大等問題，制約統(tǒng)一監(jiān)管與跨區(qū)互認。

第四，核心設(shè)備與材料仍有進口依賴，如PEM電解槽、電堆模組與高壓碳纖維瓶仍需提高國產(chǎn)化率。這些問題共同制約了氫基燃料在工業(yè)減碳、高端交通和國際貿(mào)易中的高效推廣。

綜合來看，中國當前在氫基燃料的政策規(guī)劃、生產(chǎn)能力、基礎(chǔ)設(shè)施落地及標準體系建設(shè)方面雖已處于國際領(lǐng)先地位，但在成本控制、地方市場平衡、技術(shù)核心競爭力及國際標準對接等方面仍需進一步突破。未來，國內(nèi)若能深化成本路徑優(yōu)化、提升技術(shù)自主性并與國際標準體系接軌，將更具推動氫能成為全球能源轉(zhuǎn)型支點的可能。

參考文獻

[1] 中華人民共和國國家標準化管理委員會、國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、應(yīng)急管理部、國家能源局.《氫能產(chǎn)業(yè)標準體系建設(shè)指南（2023版）》（國標委聯(lián)〔2023〕34號）.2023.

Smith, J., & Doe, J. (2021).Microplastic pollution in freshwater environments: A review. Journal of Environmental Science,15(4),123-145. http://doi.org/10.1007/s10311-021001322-8

策劃制作

作者丨劉語 中國科學(xué)院工程熱物理所研究員 長時規(guī)模儲能重點實驗室副主任

審核丨郭莘 中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司高級專家 高級工程師

責(zé)任編輯：車瑩瑋 劉幫勇