近年來，氫能作為連接間歇性可再生能源與現有能源體係的重要耦合點，受到國家相關部門及地方政府的高度重視。作為清潔、高效、安全
、可持續的二次能源，氫能廣泛應用於汽車、製造、交通等行業
，發展氫能對新時代能源轉型，推動實現碳達峰
、碳中和“30·60目標”具有重大意義。

　　作為世界最大的製氫國
，我國氫氣產量占全球總產量的比例超過30%
，初步形成了包括氫氣製備、儲運、應ying用yong等deng環huan節jie的de全quan產chan業ye鏈lian示shi範fan應ying用yong。隨sui著zhe能neng源yuan結jie構gou逐zhu步bu向xiang以yi可ke再zai生sheng能neng源yuan為wei主zhu的de多duo元yuan格ge局ju發fa展zhan，氫qing氣qi的de需xu求qiu量liang將jiang呈cheng現xian上shang升sheng態tai勢shi。據ju中zhong國guo氫qing能neng聯lian盟meng預yu測ce，到dao2030年

，我國氫氣需求量將達到3500萬噸，到2050年將接近6000萬噸
，產業鏈年產值約12萬億元，將成為引領經濟發展的新增長極。

　　氫能產業鏈主要包括製氫、儲運、加注和下遊應用等環節，其產業鏈如圖1所示。

　　製氫環節

　　製氫主要包括工業尾氣副產氫、化石原料製氫、電解製氫等。其中，前兩種方式由於成本低
、技術成熟
、可ke大da規gui模mo製zhi備bei等deng優you勢shi，在zai未wei來lai較jiao長chang時shi期qi內nei仍reng將jiang作zuo為wei供gong氫qing主zhu體ti，但dan由you於yu製zhi氫qing方fang式shi以yi化hua石shi原yuan料liao為wei載zai體ti，占zhan比bi將jiang逐zhu年nian下xia降jiang。可ke再zai生sheng能neng源yuan電dian解jie製zhi氫qing作zuo為wei全quan周zhou期qi零ling排pai放fang技ji術shu，將jiang有you效xiao緩huan解jie我wo國guo棄qi風feng
、棄電等問題，使氫能成為連接間歇性可再生能源與現有能源體係的耦合點，實現多種能源跨地域
、跨時間的優化配置

，推動我國能源轉型升級。預計到2050年，我國可再生能源電解製氫比例將逐步提升至70%。2020年~2050年主要製氫方法的產氫比例如圖2所示。

　　儲運環節

　　一是儲氫環節。常用的儲氫方式有氣態、液態、固體儲氫3類。其中，氣態儲氫由於具備充放氫速度快


、容rong器qi結jie構gou簡jian單dan等deng優you點dian而er被bei廣guang泛fan運yun用yong，低di溫wen液ye態tai儲chu氫qing主zhu要yao應ying用yong於yu航hang天tian工gong程cheng領ling域yu，有you機ji液ye體ti和he固gu體ti儲chu氫qing仍reng處chu於yu示shi範fan應ying用yong階jie段duan。各ge儲chu氫qing方fang式shi的de優you劣lie勢shi及ji發fa展zhan趨qu勢shi見jian表biao1。

　　二是氫能運輸。氫能運輸主要有氣態、液態和固體3種運輸方式。目前

，我國主要采用20兆帕長管拖車氣態運輸，與發達國家45兆帕長管拖車的單車運氫能力仍有明顯差距。未來，隨著管道建設日趨完善，我國將逐步形成高壓氣態
、管道和液態多種運氫技術協同發展的格局。各種氫能運輸方式特點見表2。

　　截至2020年底
，我國累計建成可運營加氫站118座
，其中投入運營的加氫站101座，加氫站存量僅次於日本的146座（數據統計截至2020年9月），居世界第2位。預計到2030年，我國將建成加氫站1500座。主要國家和組織的加氫站建設規劃見表3。

　　主要下遊應用領域

　　一是氫燃料電池汽車。氫燃料電池汽車作為氫能重要的下遊應用領域
，已進入示範導入期。2020年
，受疫情和政策調整的影響，我國燃料電池汽車產
、銷量分別下滑至1199輛、1177輛，同比分別減少57.7%
、57.0%。未來
，隨著加氫站等基礎設施建設日益完善

，製氫、儲氫等環節技術的不斷突破，燃料電池汽車低排放、加氫時間短、續(xu)航(hang)裏(li)程(cheng)長(chang)的(de)優(you)勢(shi)將(jiang)逐(zhu)漸(jian)顯(xian)現(xian)，產(chan)銷(xiao)量(liang)將(jiang)呈(cheng)現(xian)上(shang)升(sheng)趨(qu)勢(shi)。氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)車(che)將(jiang)以(yi)客(ke)車(che)和(he)城(cheng)市(shi)物(wu)流(liu)車(che)為(wei)切(qie)入(ru)領(ling)域(yu)，逐(zhu)步(bu)建(jian)立(li)完(wan)備(bei)的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)材(cai)料(liao)、部件
、係統製備與生產產業鏈。據《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》預測

，到2035年，我國燃料電池汽車保有量將達到100萬輛左右。

　　二er是shi氫qing冶ye金jin。在zai環huan保bao政zheng策ce趨qu嚴yan的de背bei景jing下xia，氫qing冶ye金jin技ji術shu可ke助zhu力li實shi現xian不bu同tong程cheng度du的de減jian排pai，成cheng為wei鋼gang鐵tie綠lv色se發fa展zhan的de重zhong點dian之zhi一yi。氫qing冶ye金jin主zhu要yao包bao括kuo富fu氫qing還hai原yuan高gao爐lu和he氣qi基ji直zhi接jie還hai原yuan豎shu爐lu兩liang類lei。其qi中zhong，前qian者zhe仍reng以yi焦jiao炭tan作zuo為wei主zhu要yao還hai原yuan劑ji，但dan相xiang比bi傳chuan統tong高gao爐lu煉lian鐵tie，碳tan減jian排pai幅fu度du可ke達da10%以上
；後者采用氫氣與一氧化碳混合氣體作為還原劑，將鐵礦石轉化為直接還原鐵（DRI），再通過電爐冶煉，噸鋼二氧化碳排放量可減少40%以上。

　　在國家、地di方fang相xiang關guan政zheng策ce鼓gu勵li引yin導dao氫qing能neng與yu燃ran料liao電dian池chi產chan業ye大da力li發fa展zhan的de趨qu勢shi下xia，鋼gang鐵tie企qi業ye涉she足zu氫qing能neng源yuan，有you利li於yu完wan成cheng自zi身shen技ji術shu轉zhuan型xing與yu業ye務wu拓tuo展zhan，探tan索suo新xin的de產chan業ye發fa展zhan路lu徑jing，追zhui趕gan國guo際ji先xian進jin冶ye金jin水shui平ping。我wo國guo鋼gang鐵tie企qi業ye融rong入ru氫qing能neng產chan業ye鏈lianSWOT（企業戰略分析法，S即優勢、W即劣勢、O即機會、T即威脅）分析見表4。

　　zongtishangkan，qingnengchanyerengchuyupeiyujieduan，gangtieqiyeyingqiangzhuaqingnengchanyefazhandeqiji
，tiqianmouhua，chixugenzongqingnengyuanfazhandongxiang，jijirongruqingnengchanyelian，liyongguojiaxianqifazhanyouhuizhengcehezishenyoushi，jiakuaipeiyuqingnengchanye，tuidongqiyeditanzhuanxing，tuozhanxinyewuxinlingyu，qiangzhanchanyefazhanxianji。

　　那麼，應如何融入氫能產業鏈呢？

　　一是適時介入製氫環節。鋼鐵企業具有製氫成本低、製氣經驗豐富等優勢，其氫氣來源主要為焦爐煤氣。目前，焦爐煤氣主要用於製氫、製LNG（液化天然氣）、發電3種途徑，若以10000標準立方米/小時富餘焦爐煤氣測算

，上述3種途徑的年效益分別約為2500萬元、1000萬元、800萬元。由此可見，采用焦爐煤氣製氫可獲得最佳效益。但受市場及提純技術的影響，目前焦爐煤氣中的氫氣主要用於回爐助燃

、城市煤氣
、發電及化工生產中。未來，鋼鐵企業要綜合考慮氫能產業發展趨勢、市場規模和應用領域，適時介入製氫環節

，加大碳捕集、利用與封存（CCUS）技術及蒸汽甲烷重整技術（SMR）的研發投入，全麵提升氫產率，降低反應能耗，減少溫室氣體排放，實現“藍氫”的製備。

　　二是在儲氫環節
，鋼鐵企業前期可探索開展氫氣運輸服務。daiqingnengchanyefazhandaoyidingguimohou，gangqiyingjiakuaijieruqingqichuyunhuanjie，guihuajianshepeitaoyeqinggongchang，liyongyeqingyunshucaocheshixianqingqiyetaiyunshu。tongshi
，weijiangdiyongqingchengben，gangqikeliyongguandaoyunshuqingqizhizijianjiaqingzhan。

　　三是加快發展氫冶金。氫冶金途徑主要包括：氣基豎爐生產直接還原鐵

，該技術較為成熟
；高爐內噴吹氫氣或焦爐煤氣
，處於研究、示範階段。下一階段，國內鋼鐵企業將通過與奧鋼聯
、特諾恩
、蒂森克虜伯等國外公司合作開展氫直接還原煉鐵的示範應用。其中，2020年河鋼集團與特諾恩簽訂合同，建設120萬噸氫冶金示範性工程項目，包括1座年產60萬噸的ENERGIRON直接還原廠。除製氫氣—氣基豎爐—電爐短流程新工藝外

，鋼企還可積極探索構建焦爐煤氣製氫—還原鐵粉—粉末冶金新材料—製品製件的新型產業鏈。

　　四是開發氫能產業相關鋼鐵新材料。一是開發儲氫運氫鋼鐵材料。據《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》預測

，我國將於2030年實現管道及其他方式儲存、管道運輸
，並於2050年實現長距離管道運輸。由此可見

，未來對於儲運氫無縫鋼管（30CrMo、316L等）的(de)需(xu)求(qiu)量(liang)將(jiang)呈(cheng)上(shang)升(sheng)趨(qu)勢(shi)，鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)應(ying)加(jia)快(kuai)新(xin)型(xing)儲(chu)運(yun)氫(qing)材(cai)料(liao)的(de)研(yan)發(fa)，突(tu)破(po)氫(qing)氣(qi)管(guan)道(dao)的(de)技(ji)術(shu)瓶(ping)頸(jing)，搶(qiang)占(zhan)市(shi)場(chang)先(xian)機(ji)。二(er)是(shi)開(kai)發(fa)氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)用(yong)金(jin)屬(shu)雙(shuang)極(ji)板(ban)。雙(shuang)極(ji)板(ban)被(bei)稱(cheng)為(wei)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)電(dian)堆(dui)的(de)“骨架”
，按照製造材料劃分，可分為石墨板、金屬板和複合板。鋼企應圍繞燃料電池核心部件金屬雙極板的核心基材，加快研發不鏽鋼雙極板基板成型
、切割、焊接、塗層、密封一係列解決方案。三是開發應用氫能新能源汽車綜合用材。鋼企應聚焦氫能新能源汽車車身輕量化、新材料開發、成型技術
、超強鋼開發與應用等，加快進行技術和產品的開發應用。

　　五是融入城市氫能源發展。當dang前qian氫qing能neng產chan業ye迎ying來lai發fa展zhan熱re潮chao，各ge地di政zheng府fu均jun在zai布bu局ju推tui動dong氫qing能neng源yuan的de發fa展zhan，多duo地di市shi提ti出chu氫qing能neng源yuan發fa展zhan規gui劃hua，鋼gang鐵tie企qi業ye應ying依yi托tuo自zi身shen副fu產chan氫qing資zi源yuan優you勢shi
，充chong分fen融rong入ru城cheng市shi氫qing能neng源yuan發fa展zhan。一yi是shi發fa展zhan鋼gang化hua聯lian產chan項xiang目mu。鋼gang企qi應ying以yi國guo家jia逐zhu步bu推tui廣guang乙yi醇chun汽qi油you為wei契qi機ji，利li用yong鋼gang鐵tie生sheng產chan尾wei氣qi製zhi備bei乙yi醇chun。如ru中zhong科ke院yuan大da連lian化hua物wu所suo研yan發fa的deDMTE技術（“二甲醚經羰基化
、加氫製備無水乙醇”技術）。按該工藝測算
，27萬噸一氧化碳和1.1萬噸氫氣可生產乙醇約10萬噸，相當於節省標煤約30萬噸，避免了約42萬噸二氧化碳的產出
，具有重大的綠色發展意義。二是探索氫能應用場景。目前，河鋼首座加氫示範站於2020年8月在河北邯鄲投入運營。今後，氫能源汽車購置成本將下降
，若氫氣售價在35元/千克以下，燃料電池壽命將達到8000小時以上，氫能源物流車全壽命成本與燃油車相當。由此可見，為進一步提升清潔運輸比例，鋼鐵企業可以通過加氫站和重卡運輸“柴改氫”等應用場景商業示範，積極探索氫能源汽車作為城市間
、企業內部物流運輸用車
，降低運輸過程中的汙染物排放及碳排放。三是開展“氫進萬家”研究。2021年4月
，科技部與山東省共同簽署了“氫進萬家”科技示範工程框架協議
，雙方將進一步探索研究氫能的應用領域

，特別是在電氫耦合、家庭熱電聯產和氫能社會等方麵的應用，更多地讓氫能進入日常生活。

　　為實現碳中和目標


，中國未來的能源結構將實現顛覆性的調整，以氫能為代表的清潔能源未來將有巨大的成長空間。鋼鐵行業是碳達峰、碳中和“30·60目標”實現的重點領域和責任主體，鋼鐵業的能源轉型麵臨減碳的迫切需求。未來，節能減排技術領先
、生產效率提高、nenghaoxiajiangdegangtieqiye
，jiangnenggoushixiantanpeiedeshengyu，jinerzaitanjiaoyishichangshanghuodefenghoushouyi。youcikejian
，gangtieqiyeyifangmianyingtongguoliyongqingnengdengxinnengyuanshixianjienengjianpai，tansuoqingdegaoxiaoshengchan
，pinghengqingdeziyuanhuayunengyuanhuajiazhi

，daidonggangtieliuchengdenengyuanxiaofeibiange，chengweiqingjienengyuandegonggeizhe；另ling一yi方fang麵mian應ying積ji極ji拓tuo展zhan氫qing能neng資zi源yuan優you勢shi，加jia快kuai氫qing能neng應ying用yong場chang景jing的de開kai發fa，推tui動dong用yong氫qing多duo樣yang化hua，加jia快kuai融rong入ru氫qing能neng產chan業ye鏈lian，共gong同tong推tui動dong氫qing能neng產chan業ye生sheng態tai圈quan的de構gou建jian，成cheng為wei能neng源yuan供gong給gei革ge命ming的de示shi範fan者zhe。

 

　　（前兩名、後一名作者單位分別為冶金工業規劃研究院、泰山鋼鐵）