氢能是一种来源广泛、清洁低碳的能源载体，是打破现有能源领域行业板块壁垒、实现不同能源形式之间深度融合的关键媒介。在高比例可再生能源系统中，一方面，由可再生能源制得的氢是替代油气资源应用于交通和工业领域的重要燃料或原料；另一方面，电-氢双向转换的灵活性特征为氢能与电能在能源领域互补应用提供了重要基础。《“十四五”能源领域科技创新规划》（以下简称《规划》）充分聚焦氢的能源属性，注重引导发挥氢能连接可再生能源及多元化终端用能需求的重要枢纽作用，充分体现氢能在构建清洁低碳、安全高效现代能源体系中的重要价值。《规划》基于我国能源转型发展对氢能的定位及需求，结合当前我国氢能全产业链技术发展现状，围绕氢气制备、氢气储运、氢气加注、燃料电池、氢安全及品质保障等方面进行重点任务的部署，确定了3项集中攻关和3项示范试验，并制定了技术路线图。 

　　一、国际氢能技术发展现状和趋势

　　制氢技术方面，当前化石能源制氢仍然是全球氢气供应的主要来源，但是在全球能源转型加速的趋势下，提高可再生能源开发利用水平、降低化石能源消费总量是永恒的主题。电解水制氢及其他与可再生能源结合的制氢技术为可再生能源跨时间、跨空间输送和利用提供了重要途径，使可再生能源以不同能源形式应用于能源各行业成为可能。国际上，美国、欧洲、日本等氢能主要国家和地区已经建成投运的可再生能源电解水制氢项目均采用碱性电解水制氢技术或质子交换膜电解水制氢技术。其中，由于质子交换膜电解水制氢具有启停快、动态响应迅速的技术优势，更加适用于具有波动性、间歇性和随机性特征的新能源发电场景，国外大多采用质子交换膜电解水制氢技术作为可再生能源电解水制氢技术路线，已经投运的质子交换膜电解水制氢装置规模达到10MW级，正在开展100MW电解设备的研究工作。同时，依托已经开展的多个可再生能源电解水制氢项目，欧洲、美国主要地区和国家对可再生能源功率控制、氢储能、系统优化整合等可再生能源电解水制氢集成技术进行了广泛研究。高温固体氧化物电解水制氢尚处于研发阶段，美国、日本和韩国等国家正在进行电解池材料向电堆集成、系统集成研发的相关研究工作。

　　氢气储运方面，国际上，气态储运技术方面，运输用高压储氢工作压力已经提升至30～40MPa，英国、意大利、德国、法国和荷兰等欧洲多国已经开展了天然气管道掺氢技术研究及示范，掺氢比例范围2%～20%，掺氢量最大达到285Nm³/h，此外，国外氢气长输管道设计建设技术整体成熟，且已经建成多个纯氢输送管道，总里程超过4600公里；液态储运技术方面，国际上低温液态储运技术已实现氢液化能力超30吨/天，体积最高达3800m³的球形液氢储罐，并在大型储罐系统基础上将其应用于车载、船舶等；固态储运技术方面，国际上已开发出储氢容量1000m³、体积储氢密度约38kg/m³的稀土系合金低压储氢装置，在车载系统和固定式储氢领域均有突破。

　　燃料电池方面，国际上，质子交换膜燃料电池技术主要应用于备用电源和家用燃料电池热电联供系统，日本能源农场（ENE-FARM）项目生产的以天然气为燃料的0.7～2kW燃料电池系统，总效率达到90%以上；固体氧化物燃料电池技术方面，已经形成了以美国、日本为领先，欧洲、韩国紧随其后的格局，部分领先技术已经实现了初步的产业化。美国已经实现了商用分布式固体氧化燃料电池的推广应用，系统效率53%～65%，功率等级200kW～300kW，日本在能源农场（ENE-FARM）采用的是700W 固体氧化物燃料电池系统，发电效率达53.5%，综合效率为87%；熔融碳酸盐燃料电池技术方面，美国在开发和研究以天然气为燃料的燃料电池-燃气轮机发电系统，开发了300kW～2.8MW等级的熔融碳酸盐燃料电池商业化产品，发电效率大于47%；韩国已经在13个地区建造了18个熔融碳酸盐燃料电池电站，总装机容量达到140MW，其中最大的熔融碳酸盐燃料电池电站功率达到59MW。

　　氢气加注方面，国际上，美国、日本、欧洲90%以上加氢站具有70MPa加氢能力，已经建成液氢加氢站并实现商业化运行，美国45MPa压缩机单缸排量超750Nm³/h，90MPa压缩机两级压缩排量达560Nm³/h以上，全负荷、高可靠运行技术完备。

　　氢气安全防控及氢气品质保障方面，国际上，在氢气安全方面，国外对高压氢气泄漏、燃爆风险评估及防控方面研究较早，以大尺度氢气燃烧喷射火焰及爆炸相关实验为基础开发了评估软件，构建了氢安全事故数据库；采用相同的分立传感器组成检测阵列进行氢气泄漏检测，实现极端环境使用和快速检测；开发了氢脆测试装置；发布了固态储氢系统安全检测标准；形成了制氢设备、燃料电池检测技术和认证体系。在氢气品质保障方面，开展了氢气中微量杂质分析检测和加氢站内杂质迁移规律等研究，提出了燃料电车用氢气全周期品质保障的理念。（未完待续）