除了交通和工业两大传统应用,氢能正在电力系统和一系列新兴场景中寻找新的增长空间,其中最受关注的是氢能作为长时储能手段的价值。
华电集团战略发展研究中心战略与产业研究处副处长白翠粉指出,根据国际能源署(IEA)的研究,新能源发电占比超过15%时,消纳瓶颈就会显现。截至2025年底,我国风电太阳能发电装机合计18.4亿千瓦,发电量2.3万亿千瓦时,占全社会用电量比重达22%——已经跨越了15%的临界点。在此背景下,发展绿氢可以实现电能向氢基能源的转化利用,促进新能源大规模消纳。绿氢是消纳富余风光电、实现跨区域长周期能量平衡的关键纽带,煤电掺氨、燃机掺氢则是火电低碳化发展的重要路径。
从电力系统的视角看,氢能的价值不仅在于消纳,更在于“长时储能”的独特属性。与电化学储能(通常为2~4小时)不同,氢能可以实现跨季节、跨区域的能量存储和运输。
在氢能发电领域,我国正处于示范向商业化过渡阶段。目前,我国氢发电项目已覆盖23个省,其中质子交换膜燃料电池(PEMFC)的氢发电项目超过70%。虽然规模尚小,但覆盖范围之广表明这一方向正在获得各地的关注。
在新兴应用场景中,低空经济成为最引人注目的新赛道。氢能体现出比电力更适合低空经济的特点,未来可能发展成新的应用场景。氢能在能量密度和续航时间上的优势可能在无人机、电动垂直起降飞行器(eVTOL)等领域获得应用空间。
2024年,国内氢能无人机保有量不足100台,工业级氢能无人机刚起步发展,2025~2030年进入商业化“从0到1”关键阶段。截至2025年底,全国已累计发布或试飞氢动力无人机超30款。这意味着氢能在低空经济领域的应用仍处于极早期阶段,但增长潜力值得关注。
关于氢能在终端能源结构中的长期定位,白翠粉援引多家机构的预测称,在2060年碳中和情景下,电能占终端能源消费比重约为55%,氢能占比将在12%~20%,其他部分化石能源低碳化则依靠碳捕集技术实现。
她强调“宜电则电,难电则氢”的原则,指出氢与电力在能源性质上存在本质差异:电力的终端应用便捷经济,但能量密度低、难储存,不能作为原料,而氢能同时具有原料、燃料、储能等属性,重量能量密度高,但转化效率低、终端应用受限成本高、体积能量密度低。氢能的终端应用潜力主要集中在难以通过大规模可再生电力直接替代的领域。
因此,氢能应用宜优先选择不可替代性强的场景,聚焦钢铁、合成氨、甲醇等深度工业脱碳领域,以及远洋航运、长途航空等重型交通领域。需要统筹考量电气化、电化学储能、生物燃料、CCUS等各类低碳路径的技术成熟度与全生命周期成本,避免对氢能单一技术路径的过度依赖,并建立随技术进步与成本变化动态优化的调整机制。
(本文部分观点整理自第四届中国能源周氢能综合应用论坛)