由中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)氫能分會(huì)（簡(jiǎn)稱“氫能促進(jìn)會(huì)”）聯(lián)合30余家氫能產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)和科研院校共同編寫的《中國(guó)氫能技術(shù)發(fā)展研究報(bào)告2024》（簡(jiǎn)稱《報(bào)告》）近日在京發(fā)布。

《報(bào)告》著眼于我國(guó)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，圍繞氫能“制儲(chǔ)輸用”各關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、不同技術(shù)路線對(duì)比、核心技術(shù)與關(guān)鍵裝備水平、國(guó)內(nèi)外技術(shù)水平比較等方面進(jìn)行了全面梳理，并立足全球氫能技術(shù)前沿發(fā)展方向與我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際需要，分析并提出了我國(guó)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展方向的科學(xué)建議。

化工領(lǐng)域綠氫替代已成為我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向之一。2025年2月，國(guó)家能源局發(fā)布的《2025年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》中明確提出開(kāi)展綠色液體燃料技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化試點(diǎn)?！秷?bào)告》顯示，相較于其他領(lǐng)域，氫氣在化工領(lǐng)域已有長(zhǎng)期、大量的應(yīng)用且技術(shù)相對(duì)成熟。根據(jù)終端產(chǎn)品分類，綠氫化工技術(shù)主要包括合成氨、甲醇、SAF等綠色液體燃料以及綠氫合成甲烷等。預(yù)計(jì)到2030年隨著綠氫經(jīng)濟(jì)性的改善，綠氫在合成氨、合成甲醇等綠色液體燃料領(lǐng)域以及煉化和煤化領(lǐng)域的滲透率將達(dá)到約7%，年需求量將達(dá)到270萬(wàn)t左右。

《報(bào)告》指出，當(dāng)前各國(guó)正在加緊構(gòu)建綠氫及綠氨、綠色甲醇等綠色液體燃料的國(guó)際貿(mào)易鏈，并積極建立合作伙伴關(guān)系。認(rèn)證體系是開(kāi)展綠氫及綠色液體燃料國(guó)際貿(mào)易的前置條件，歐洲、美國(guó)、日本等地區(qū)通過(guò)制定綠色產(chǎn)品認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和碳關(guān)稅等制度，積極搶占國(guó)際綠氫及綠色液體燃料貿(mào)易話語(yǔ)權(quán)。

在綠氫、綠氨及綠色甲醇等氫基衍生物認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)方面，雖然中國(guó)、歐盟、日本、美國(guó)的認(rèn)定條件與閾值各不相同，但認(rèn)證過(guò)程需覆蓋包括原料及運(yùn)輸?shù)娜芷谝殉蔀楦鲊?guó)在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的一致共識(shí)。同時(shí)，《報(bào)告》強(qiáng)調(diào)，綠色CO2已成為決定含碳?xì)浠苌锸欠穹稀熬G色”標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵，未來(lái)隨著需求的不斷增加，綠色CO2將成為重要資源。

《報(bào)告》顯示，綠色合成氨技術(shù)的核心在于通過(guò)柔性控制技術(shù)解決合成氨原料供給的波動(dòng)性問(wèn)題。我國(guó)自主研發(fā)的柔性合成氨技術(shù)通過(guò)創(chuàng)新氨合成的工藝流程，實(shí)現(xiàn)了超寬負(fù)荷、快速調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)控制，該裝置可在10%~100%的負(fù)荷范圍內(nèi)連續(xù)運(yùn)行?？傮w來(lái)看，我國(guó)柔性合成氨技術(shù)路線目前處于工程化階段，預(yù)計(jì)2025年將進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，隨著一批綠氨建設(shè)項(xiàng)目的投產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)化柔性合成氨工藝技術(shù)將完成關(guān)鍵突破，預(yù)計(jì)到2030年，國(guó)產(chǎn)化柔性合成氨工藝技術(shù)市場(chǎng)占用率將達(dá)到60%以上。

《報(bào)告》指出，催化劑是綠色甲醇的核心技術(shù)之一。目前在CO2加氫制甲醇領(lǐng)域，不同技術(shù)間的差異主要體現(xiàn)在催化劑性能方面，CO2轉(zhuǎn)化率、甲醇選擇性和副產(chǎn)物生成量均會(huì)影響裝置的性能。在甲醇反應(yīng)器方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)針對(duì)綠色甲醇合成工藝特點(diǎn)開(kāi)發(fā)了列管式等溫甲醇反應(yīng)器和低能耗精餾技術(shù)，該技術(shù)具有高催化劑利用率、移熱迅速、反應(yīng)溫度控制靈敏、能耗低、投資少等優(yōu)勢(shì)，裝置CO2單程轉(zhuǎn)化率可達(dá)40%，總碳轉(zhuǎn)化率達(dá)到95%以上，甲醇選擇性超過(guò)99%。

根據(jù)《報(bào)告》，在可持續(xù)航空燃料（SAF）方面，截至2024年9月，ASTM D7566-24a《含合成碳?xì)浠衔锏暮娇諊姎馊剂蠘?biāo)準(zhǔn)規(guī)范》批準(zhǔn)了11種可持續(xù)航空燃料制造工藝，酯類和脂肪酸類加氫工藝（HEFA）、醇噴合成工藝（AtJ）、費(fèi)托合成工藝（FT）和電轉(zhuǎn)液工藝（PtL）是當(dāng)前SAF合成的4個(gè)主要工藝路線。

其中，HEFA工藝的原料主要以油脂為主，該技術(shù)路線已較為成熟，目前全球大部分的SAF生產(chǎn)均采用HEFA工藝，中國(guó)已經(jīng)投產(chǎn)的項(xiàng)目也均為HEFA工藝。

FT工藝也具備較高的技術(shù)成熟度，我國(guó)已完成了萬(wàn)噸級(jí)中試試驗(yàn)。

AtJ的原料來(lái)源包括玉米、甘蔗等農(nóng)作物，以及農(nóng)林廢棄物、含碳的工業(yè)尾氣等，相比美國(guó)、巴西，我國(guó)此類原料的可用量有限且收儲(chǔ)成本較高，因此國(guó)內(nèi)對(duì)AtJ技術(shù)的研究較少。

PtL工藝具有減碳能力強(qiáng)、無(wú)原材料供應(yīng)上限制約等優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)前全球SAF領(lǐng)域研究的重點(diǎn)方向。近年來(lái)，中國(guó)在PtL技術(shù)上取得了顯著進(jìn)展。國(guó)內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的PtL技術(shù)可通過(guò)氣固多相流動(dòng)反應(yīng)器形式，將生物質(zhì)合成氣用一步法高選擇性的制備C8~C12 SAF組分，并伴有環(huán)烷烴和芳烴，烴基總收率大于80%。與僅能采用CO和H2作為原料的FT相比，該技術(shù)不僅能采用CO和H2作為原料，還可采用CO2和H2為原料進(jìn)行定向合成，加氫精制后SAF產(chǎn)品收率達(dá)到90%。