氢能为什么被视为21世纪潜在的 终极能源

聚焦碳达峰碳中和“一个中心”，储能、氢能“两个支撑点”，加快以创新为引领的绿色化、数智化、融合化“一创三转”的探索实践，“能知道”系列科普融媒体作品持续上新。今天，中国能建华北院工程师带你了解被视为21世纪潜在的“终极能源”——氢能的奥秘。

从氢能源汽车到氢能电站，氢能近年来备受关注。作为一种绿色、高效的新型能源，氢能被视为21世纪潜在的“终极能源”。

简单来说，氢能像一支碳的“消除笔”，能广泛应用于能源生产、运输、消费各个环节。

01.氢能为什么是潜在“终极能源”?

不同于煤炭石油天然气等化石燃料可以直接从地下开采，氢气来自于水、化石燃料等含氢物质，在地球上主要以化合物形式存在，属于二次能源，可以存在于能源生产、输送和消费等各环节。

氢气和氧气可以通过燃烧产生热能，也可以通过燃料电池转化为电能。

氢燃烧后的产物只有水，是最佳碳中和能源载体，可应用于发电、供热、交通等领域，具有零污染、热值高、可储存、储量足、应用广等优点，在应对气候变化和推动碳减排中起到重要作用。

氢能利用过程的反应

同时，氢的储能属性使其具备跨时间和空间灵活应用的潜力，能与可再生能源有效衔接，助力可再生能源消纳。

氢能逐步替代传统能源愿景图

氢气可在化石能源和可再生能源之间起到桥梁和纽带作用，既可替代化石能源的直接消耗，促进终端能源消费的清洁化，也可以作为可再生能源发展的缓冲器，避免可再生能源不稳定性对能源体系带来的冲击。在“碳达峰、碳中和”背景下，氢能产业迎来了重要发展机遇。

02.氢能的类别及应用

根据原料来源和生产方式不同，氢能可分为绿氢、蓝氢、灰氢。

灰氢，指的是以煤等化石原料制成的氢气。如果在制取灰氢的同时进行碳捕捉、利用与储存，得到的氢气便是蓝氢。而由可再生能源制备的就是绿氢。

由可再生能源发电、水电解技术得到的绿氢，经过管道或罐车运输至氢用户，可作为能源用于燃料电池或发电厂发电。

其中，燃料电池通过电化学反应将氢气的化学能转化为电能，而发电厂则通过直接燃烧产生动力。此外，氢气还可用作化工项目的原料气和冶金项目的还原剂。

交通

加氢站、燃料电池交通工具

发电

固定式燃料电池发电、天然气掺氢/纯氢燃机

工业

氢冶金、化工原料、燃料

03.中国能建的氢能一体化解决方案

我国是第一产氢大国，氢能正面临前所未有的发展机遇。但同时，氢能整体发展仍处于初期阶段，面临着绿电制氢波动大、储存运输成本高、氢气安全风险高等难题。

中国能建创新提出风光发电+水电解制氢+储氢+绿色化工的最佳规模配置一体化解决方案，可有效解决绿氢制取过程中存在的诸多技术难点，经鉴定已达到国际先进水平，并在多个项目中付诸实践。

松原氢能产业园(绿色氢氨醇一体化)项目

松原氢能产业园(绿色氢氨醇一体化)项目是全球最大体量的绿色氢氨醇一体化项目，由中国能建投资建设，规划年产绿氢11万吨，绿氨/醇60万吨，配套建设电解槽装备制造生产线、综合加能站，设立氢能研究院，基本涵盖制氢、储氢、运氢、加氢、氢能化工、氢能装备全产业链条。项目一期建设内容包括：800兆瓦风电光伏新能源、年产4.5万吨电解水制氢装置、20万吨级柔性合成氨装置和2万吨绿色甲醇装置。

甘肃酒泉风光氢储及氢能综合利用一体化示范项目

甘肃酒泉风光氢储及氢能综合利用一体化示范工程，由中国能建投资建设，华北院设计，规划建设绿氢年产量1.7万吨、绿色合成氨年产量3.9万吨以及配套工程，总投资76.25亿元，其中一期规划建设高压气态氢年产7000吨、液氢年产量330吨、合成氨装机2万吨并配套建设风电85兆瓦、光伏130兆瓦，一期投资23亿元。项目建成后将成为甘肃省首个集气态和液态绿氢、绿色合成氨于一体的氢能综合利用项目。

埃及苏伊士运河区绿氢项目

该项目由中国能建参与投资建设，包含风光发电、电力输送、水电解制储氢、绿色化工(合成氨)四大部分，计划建设21.6万吨/年产能的风光发电、水电解制氢工厂，配套120万吨/年合成绿氨项目，将充分发挥埃及风光资源优势，助力埃及建成中东北非区域内的能源中心。

大型碱性电解水制氢机组稳暂态特性试验检测平台项目

该项目是清华大学与中国能建合作的重点科技项目，同时也是大型碱性电解水制氢机组(8兆瓦级)稳暂态特性试验检测的重要实证项目。工程为获取大型电解水制氢设备关键参数提供了一手数据，为电解水制氢系统的集成优化和控制策略研究提供了模型支撑，为实现大型电解水制氢系统的本质安全提供了关键参考。

我国已正式将氢能纳入能源战略体系，氢能产业发展将进入新的历史时期.相信在不久后随着应用逐渐成熟，氢能将改变社会的用能方式，助力构建零碳社会!