由中国产业发展促进会氢能分会（简称“氢能促进会”）联合30余家氢能产业龙头企业和科研院校共同编写的《中国氢能技术发展研究报告2024》（简称《报告》）近日在京发布。《报告》着眼于我国氢能全产业链技术发展现状与趋势，围绕氢能“制储输用”各关键环节，从技术发展现状、不同技术路线对比、核心技术与关键装备水平、国内外技术水平比较等方面进行了全面梳理，并立足全球氢能技术前沿发展方向与我国氢能产业发展实际需要，分析并提出了我国氢能全产业链各环节关键技术发展方向的科学建议。

化工领域绿氢替代已成为我国氢能产业发展的主要方向之一。2025年2月，国家能源局发布的《2025年能源工作指导意见》中明确提出开展绿色液体燃料技术攻关和产业化试点。《报告》显示，相较于其他领域，氢气在化工领域已有长期、大量的应用且技术相对成熟。根据终端产品分类，绿氢化工技术主要包括合成氨、甲醇、SAF等绿色液体燃料以及绿氢合成甲烷等。预计到2030年随着绿氢经济性的改善，绿氢在合成氨、合成甲醇等绿色液体燃料领域以及炼化和煤化领域的渗透率将达到约7%，年需求量将达到270万t左右。

《报告》指出，当前各国正在加紧构建绿氢及绿氨、绿色甲醇等绿色液体燃料的国际贸易链，并积极建立合作伙伴关系。认证体系是开展绿氢及绿色液体燃料国际贸易的前置条件，欧洲、美国、日本等地区通过制定绿色产品认证标准和碳关税等制度，积极抢占国际绿氢及绿色液体燃料贸易话语权。在绿氢、绿氨及绿色甲醇等氢基衍生物认证标准方面，虽然中国、欧盟、日本、美国的认定条件与阈值各不相同，但认证过程需覆盖包括原料及运输的全生命周期已成为各国在制定标准时的一致共识。同时，《报告》强调，绿色CO2已成为决定含碳氢基衍生物是否符合“绿色”标准的关键，未来随着需求的不断增加，绿色CO2将成为重要资源。

《报告》显示，绿色合成氨技术的核心在于通过柔性控制技术解决合成氨原料供给的波动性问题。我国自主研发的柔性合成氨技术通过创新氨合成的工艺流程，实现了超宽负荷、快速调节的动态控制，该装置可在10%~100%的负荷范围内连续运行。总体来看，我国柔性合成氨技术路线目前处于工程化阶段，预计2025年将进入产业化阶段，随着一批绿氨建设项目的投产，国产化柔性合成氨工艺技术将完成关键突破，预计到2030年，国产化柔性合成氨工艺技术市场占用率将达到60%以上。

《报告》指出，催化剂是绿色甲醇的核心技术之一。目前在CO2加氢制甲醇领域，不同技术间的差异主要体现在催化剂性能方面，CO2转化率、甲醇选择性和副产物生成量均会影响装置的性能。在甲醇反应器方面，国内企业针对绿色甲醇合成工艺特点开发了列管式等温甲醇反应器和低能耗精馏技术，该技术具有高催化剂利用率、移热迅速、反应温度控制灵敏、能耗低、投资少等优势，装置CO2单程转化率可达40%，总碳转化率达到95%以上，甲醇选择性超过99%。

根据《报告》，在可持续航空燃料（SAF）方面，截至2024年9月，ASTM D7566-24a《含合成碳氢化合物的航空喷气燃料标准规范》批准了11种可持续航空燃料制造工艺，酯类和脂肪酸类加氢工艺（HEFA）、醇喷合成工艺（AtJ）、费托合成工艺（FT）和电转液工艺（PtL）是当前SAF合成的4个主要工艺路线。其中，HEFA工艺的原料主要以油脂为主，该技术路线已较为成熟，目前全球大部分的SAF生产均采用HEFA工艺，中国已经投产的项目也均为HEFA工艺。FT工艺也具备较高的技术成熟度，我国已完成了万吨级中试试验。AtJ的原料来源包括玉米、甘蔗等农作物，以及农林废弃物、含碳的工业尾气等，相比美国、巴西，我国此类原料的可用量有限且收储成本较高，因此国内对AtJ技术的研究较少。PtL工艺具有减碳能力强、无原材料供应上限制约等优势，是当前全球SAF领域研究的重点方向。近年来，中国在PtL技术上取得了显著进展。国内科研团队开发的PtL技术可通过气固多相流动反应器形式，将生物质合成气用一步法高选择性的制备C8~C12 SAF组分，并伴有环烷烃和芳烃，烃基总收率大于80%。与仅能采用CO和H2作为原料的FT相比，该技术不仅能采用CO和H2作为原料，还可采用CO2和H2为原料进行定向合成，加氢精制后SAF产品收率达到90%。