3月20日，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》)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。
《报告》显示，以煤炭、天然气为代表的化石能源制氢和以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢等为代表的工业副产氢提纯仍是当前我国氢气制取的主要途径。据中国产业发展促进会氢能分会数据库统计，截至2023年12月，我国氢气产能约4960万t/年，包括煤制氢、天然气制氢和工业副产氢在内的传统制氢方式仍是我国主要的制氢工艺，占我国氢气总产能的97.3%。值得注意的是，《报告》显示，虽然我国工业副产氢产能巨大，达到1495万t/年，但中国产业发展促进会氢能分会调研发现，其中约80%已通过联产甲醇、氨或进行工艺调节等方式综合利用，剩余可用于外供氢气产能仅286万t/年左右。
根据《报告》，煤制氢是现阶段我国技术成熟度最高、应用规模最大的制氢技术，已完全实现国产化。煤制氢工艺包括煤气化、变换、变压吸附(PSA)等主要流程。从元素利用角度来看，煤制氢过程中元素碳仅用于提供热能，并未得到充分利用。但由于煤制氢技术具有原料成本低、装置规模大、技术成熟度高等优点，因此现阶段在中国仍具有较大应用规模。
我国天然气储量相对较少，因此国内天然气制氢规模相对较小。天然气制氢主要分为水蒸气重整制氢、部分氧化制氢和自热重整制氢等技术路线，其中水蒸气重整制氢技术已较为成熟，部分氧化制氢和自热重整制氢技术仍处于工程化阶段。天然气水蒸气重整制氢主要包括预热、脱硫、转化炉、变换和PSA提纯氢等工艺过程。目前，我国已实现包括工艺设计、关键设备、高温催化剂等在内的天然气水蒸气重整制氢技术的完全国产化。
由于工业副产气的杂质成分和含量不同，不同分离方法的效率和效果也不同，且目前氢气含量低于15%的原料气暂无法实现大规模提纯。目前工艺副产气提氢主要有深冷分离法、膜分离法和PSA法3种。PSA法适用于大规模高纯氢分离，是当前技术成熟度较高且应用相对广泛的工业副产气提纯氢气技术，膜分离适用于低纯氢分离场景，深冷分离适用于低含氢量原料气且多与PSA法结合提纯高纯氢气。
《报告》显示，自20世纪90年代打破国外公司垄断以来，我国在PSA吸附剂利用率、操作切换频率等方面进步迅速，虽然在吸附器最大直径和可调节性程控阀方面仍有进步空间，但整体来看，我国大型PSA装置技术领域已处于全球领先水平，完全具备单套提氢产能10万Nm3/h以上的PSA装置自主设计制造能力，并实现出口海外。
《报告》指出，随着国民经济发展和现代能源体系向绿色化、低碳化加速转型，预计我国化石能源制氢产量将于2030年前后达峰，并快速进入下降通道。在2030年前，工业副产氢作为副产气资源化利用的重要方式，将是可再生能源制氢规模化发展前期，保障我国终端市场氢气需求的关键过渡手段。随着一大批绿氢项目的陆续投产，预计2035年前后，我国工业副产氢与水电解制氢的供应比例将迎来拐点。
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