中國為什么要大力發展以氫能為主體的低碳能源體系

我國大力發展以氫能為主體的低碳能源體系，并非簡單因為風光電利用路徑不暢而“另尋出路”，而是基于能源轉型的系統性需求、產業升級的戰略布局，以及實現深度脫碳的科學路徑。氫能的多功能屬性使其成為連接可再生能源與終端脫碳的橋梁，其戰略意義遠超單一的消納手段。具體可從以下五個維度解析：

 一、風光電消納與能源系統優化的主動選擇

1. 波動性可再生能源的高效利用 

    風光電具有間歇性和波動性，直接并網可能引致棄風棄光問題。氫能作為能源載體，可通過電解水將富余風光電轉化為綠氫儲存，實現“電-氫”轉換。例如吉林大安項目利用800兆瓦風光裝機（風電700MW+光伏100MW），通過離網直流微電網直供制氫，年制綠氫3.2萬噸，不僅消納了原本可能被棄的電力，還將電能轉化為可長期存儲的化學能。

2. 源網荷儲一體化的系統創新  

   大安項目首創“綠電→綠氫→綠氨”全鏈條設計，通過柔性控制系統將風光電的秒級波動調節為小時級平穩輸出，匹配合成氨生產的穩定性需求。這種“源網荷儲一體化”模式，為構建以新能源為主體的新型電力系統提供了技術范本。

二、深度脫碳的剛性需求：氫能不可替代

1. 工業領域的高溫與原料替代  

   鋼鐵、化工、航運等領域的碳排放占全球總量30%以上，且難以通過電氣化直接減排。例如：

   - 化工合成：綠氫替代灰氫（化石能源制氫）生產合成氨、甲醇，大安項目年減排65萬噸CO₂，相當于50萬戶家庭年用電碳排放。

   - 鋼鐵冶金：氫基直接還原鐵技術（如富氫高爐）可替代焦炭煉鋼，實現深度脫碳。

2. 重型交通的零排放解決方案  

   航空、航運、重卡等長距離運輸工具因電池能量密度限制，難以純電動化。氫能及衍生物（如綠氨、綠色航油）成為關鍵選項：

   - 綠氨已獲歐盟低碳認證，大安項目產品出口日韓及歐洲。

   - 氫燃料電池重卡2024年國內銷量超3400輛，成為交通脫碳主力。

 三、技術創新與產業升級的戰略布局

1. 技術自主與成本下降的雙重突破  

   - 電解槽技術向大型化、高密度發展，堿性電解（ALK）與質子交換膜（PEM）混合制氫實現規模化應用（大安項目混合產能達45,600標方/小時）。

   - 中國研發的新型太陽能制氫技術將成本降低70%，材料成本下降逾七成，推動綠氫經濟性提升。

2. 儲運與系統集成能力提升  

   - 固態儲氫（大安項目達48,000立方米）、液氫、有機液體儲氫等多技術并行，破解氫氣儲存瓶頸。

   - 管道輸氫與天然氣摻氫（摻混比例5–30%）示范項目全球超50個，推動基礎設施網絡化。

 四、國際競爭與能源安全的戰略考量

1. 全球氫能戰略卡位戰  

   超60國發布氫能戰略，如歐盟“氫能銀行計劃”提供高額補貼，澳大利亞目標2030年出口綠氫20萬噸。中國通過技術輸出（如電解槽占全球新增產能87%）和標準制定（如綠氨歐盟認證）爭奪產業鏈主導權。

2. 減少對外依存與能源自主  

   氫能可整合國內風光資源，替代進口油氣。吉林西部風光資源轉化為綠氨出口，重塑區域能源經濟結構，成為東北振興新動能。

五、系統性挑戰與綜合價值再平衡

1. 水資源與生態協調

    傳統電解1噸氫需水60–95噸，但新技術如廢水電制氫（效率89%）和海水直接制氫已開始應用，緩解淡水矛盾。

2. 多領域協同的乘數效應

    氫能帶動高端裝備制造、新材料研發，并創造就業（如大安項目吸引400人才回流東北）。其產業鏈長度與覆蓋度遠超單一風光項目，形成“技術-產業-區域經濟”三級拉動。

終上所述：氫能是新型能源體系的樞紐，而非風光電的“備胎”

我國發展氫能的核心邏輯在于：以風光電為能源基礎，以氫能為轉化媒介，以工業交通脫碳為終極目標，構建“電-氫-化”深度融合的能源新生態。氫能不僅是風光電消納的路徑之一，更是實現難減排領域深度脫碳、提升能源自主率、參與全球零碳競賽的戰略支點。未來隨著綠氫成本持續下降（預計2030年逼近2美元/公斤）與碳約束政策收緊，氫能將逐步從政策驅動轉向市場驅動，成為中國能源革命的“第二增長曲線”。