标准天然气 微信公众号 行业动态

发布：2026-05-29 · 事件：2026-05-29 08:10:06

｜ 摘自 《煤气与热力》2026年5月刊 我国氢能储运技术发展现状与展望 张欢 （陕西省燃气设计院有限公司， 陕西 西安 710043） 摘 要： 介绍我国氢能储运关键技术现状，展望发展方向。现阶段我国氢能产业的问题是制氢能力领先而储运能力不足。当前各类主流储氢技术均面临产业化问题，不同应用场景选择匹配的储存方式、多种技术路线并存是长期格局。管道输氢适用于大规模、长距离输送，有望成为未来主流运输方式，与其他方式协同发展。

质量供热安全氢能材料双碳燃气输配设计环保

｜ 摘自 《煤气与热力》2026年5月刊 我国氢能储运技术发展现状与展望 张欢 （陕西省燃气设计院有限公司， 陕西 西安 710043） 摘 要： 介绍我国氢能储运关键技术现状，展望发展方向。现阶段我国氢能产业的问题是制氢能力领先而储运能力不足。当前各类主流储氢技术均面临产业化问题，不同应用场景选择匹配的储存方式、多种技术路线并存是长期格局。管道输氢适用于大规模、长距离输送，有望成为未来主流运输方式，与其他方式协同发展。 关键词： 氢能储运 ； 气态氢 ； 液氢 ； 金属氢化物 1 我国氢能产业发展背景 能源是国民经济蓬勃发展的强劲引擎，也是维系国家安全的核心支撑。世界各国正持续密切关注能源短缺及环境挑战这两大紧迫议题 [ 1-2 ] 。氢能是一种零碳排放的二次能源，凭借环境友好、能量储存与运输便捷、原料来源广泛、应用场景多元等显著优势，已被业界公认为推动传统化石能源体系向清洁高效利用方向转型的关键驱动力，也是促进可再生能源规模化发展、加速能源结构绿色转型的重要能源载体。在构建清洁、低碳、可持续的能源未来愿景中，氢能扮演着至关重要的角色，是引领能源革命、实现碳中和目标不可或缺的核心力量 [ 3 ] 。 2022年3月，我国颁布了《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》，该规划明确指出氢能将成为未来国家能源体系中至关重要的构成单元，也是推动战略性新兴产业，特别是清洁能源领域向更高层次发展的关键着力点 [ 4 ] 。 在相关政策的有力引领下，大量氢能项目快速落地，产学研结合推动氢能技术不断取得创新突破，相关产业链日渐完善，我国氢能产业进入高速发展阶段 [ 5 ] 。 氢能产业链包括制氢、储运、应用等环节。近年来，我国氢能生产技术已位居世界前列 [ 6 ] 。截至2024年底，全国氢气产能超5 000万 t/a，同比增长约1.6%。2024年全年氢气产量超3 650万 t，同比增长约3.5%，氢气产量位居世界首位 [ 7 ] 。为达成2060年碳中和目标，我国氢气的年需求规模预计将大幅增长，其在终端能源体系中的占比将提升至20% [ 8-9 ] 。但氢气具有密度低、压缩能耗高、易燃易爆、分子尺寸小、沸点低等特点，储运困难且成本高，严重制约氢能产业的发展 [ 10-12 ] 。 2 氢能储运技术发展现状 氢能发展进程中所面临的主要难题集中于氢能的储存与运输环节 [ 13 ] 。在氢能利用的生命周期中，安全、经济、高效且可行的储运方式是至关重要的。 2.1 氢能储存技术 2.1.1 高压气态储氢 高压气态储氢是当前技术最成熟、应用最广泛的储氢方式，通过压缩机将氢气加压，冷却后储存于高压储气瓶中。该方式在常温下操作，具备氢气充放速度快、运行灵活、运营成本较低的优点 [ 14 ] ，但储氢密度低，且面临高压带来的安全隐患、压缩过程能耗高、对储氢容器材料强度与疲劳性能要求苛刻等挑战。目前，该技术已在车载储氢、加氢站等领域实现商业化应用。 高压气态储氢面临的技术难题主要集中于压缩机与储氢容器。当前，成熟商业化应用的90 MPa氢气压缩机已实现国产化，且250 MPa超高压隔膜氢气压缩机也已研制成功，这充分彰显出我国在氢气压缩机技术领域已步入国际先进行列。然而，在储氢容器方面，相较于日本等国家，我国仍存在一定的差距。国内常用35 MPa储氢罐，而日本等国家使用70 MPa储氢罐。其中，日本丰田等公司所采用的塑料内胆纤维缠绕Ⅳ型瓶，其储氢压力高达70 MPa，质量储氢密度（氢的质量占比）可达约5.7%，展现了极高的储氢效率。 虽然我国已有科技企业成功试制了70 MPa级别的储氢容器，但在实际应用中仍需解决一系列技术难题 [ 9 ] 。一方面，氢气的加压过程成本高昂，这在一定程度上制约了高压气态储氢技术的商业化进程。另一方面，随着储氢压力增大，储氢容器的安全性问题日益凸显。泄漏、爆炸等安全隐患始终是高压气态储氢技术需要攻克的关键技术难题。因此，未来高压气态储氢技术的发展趋势将聚焦于轻量化、高压化、低成本化以及质量稳定性提升等方面。为了实现这一目标，我们需要在储氢容器的设计理论、制造工艺、检测技术等方面进行深入研究与创新，以提升储氢容器的安全性和经济性。 2.1.2 低温液态储氢 低温液态储氢技术是一种高效的储氢方式。首先将氢气液化，然后将其储存在具有优异绝热性能的低温真空容器中，液氢储存温度低至-253 ℃。由于液氢的密度约是标准状态下氢气密度的850倍，该技术具有储氢能量密度高、储运设备体积小、充装效率高、氢纯度高的显著优势。但其不足同样突出，氢气液化过程能耗巨大，并且对储罐的绝热性能要求极严，存在持续的蒸发损耗问题。必须采用先进的绝热技术和材料，确保容器的绝热性能。低温液态储氢技术具有高能量密度和适合长距离运输的优势，可以为航天和航空领域提供可靠的能源支持 [ 15-16 ] 。目前最大的液氢储罐是位于美国肯尼迪航天中心的氢储罐，储氢容积达12 m 3 。 为探索高效的氢气液化技术，中国科学院理化技术研究所正在致力于研发产量为5 t/d的大型液氢生产装置，运用带液氮预冷的双压克劳德氢气制冷循环来实现氢气液化，不仅削减了压缩功耗，而且有助于提升膨胀过程的热效率 [ 17 ] 。 2.1.3 固体材料储氢 固体材料储氢使用固体材料，通过物理或化学吸附实现储氢。物理吸附型材料包括碳纳米管、无机多孔材料、金属有机框架材料（MOFs）、共价有机框架材料（COFs）等，化学吸附型材料包括金属氢化物、配位氢化物、氮氢化合物等。 在物理吸附型材料中，氢是以分子形态与材料相结合，相互作用力相对较弱，主要为范德华力。在化学吸附型材料中，氢是以原子或离子的形式与其他元素相结合，相互作用力较强。固体材料储氢技术优势在于储氢量大、安全性好、储存和运输方便，多数材料可循环使用。然而，其实际应用还依赖储氢材料的不断研发和发展，主要不足在于储氢量与吸放氢温度存在矛盾，多数材料使用前需要进行循环活化。 得益于材料研发的快速发展，金属氢化物储氢技术是当下固态储氢范畴内极具发展潜力且进步较快的技术。这项技术使用特定的金属氢化物材料充当储存介质，实现氢气的储存与释放，主要包括镁基、钛基、稀土基等合金体系。储氢原理为，在特定的温度以及压力环境下，过渡金属或者合金与氢气发生化学反应，生成金属氢化物。当有释放氢气的需求时，仅需对金属氢化物进行加热，就能促使其分解，释放出氢气 [ 18 ] 。 金属氢化物储氢技术之所以成为研究热点，是因为它结合了高储氢容量、良好的安全性和易于操作等优点。通过精准设计和准确制备金属氢化物材料，可以实现对氢气的高效储存和快速释放，从而满足各种应用场景的需求。此外，该技术还具有较好的循环稳定性和长期储存性能，使得金属氢化物储氢成为未来氢能利用领域的重要发展方向之一。近些年来，诸多研究工作都将重点放在了镁基储氢材料的热力学、动力学改性方面，已取得了较大技术突破。国内首次尝试利用纳米尺寸效应和催化剂添加效应，通过溶剂热法设计了一种新型的自组装MgH 2 /TiO 2 异质结构纳米复合材料。在该复合材料的催化作用下，MgH 2 /TiO 2 的起始脱氢温度降至180 ℃ [ 19 ] 。在300 ℃时，每1 kgMgH 2 /TiO 2 的脱氢速率为21.16 g/min，是相同条件下纯MgH 2 的35倍 [ 20 ] 。 金属氢化物储氢方式呈现出诸多特点，具备较大的储氢体积密度，操作起来简便易行，运输过程也较为便利，成本相对较低，安全性能良好，可逆循环表现出色。如果攻克了质量效率偏低的问题，这种储氢方式将会快速在燃料电池汽车上广泛运用。 2.1.4 有机液体储氢 有机液体储氢（LOHC）因成本低、安全性高等优点而备受关注。LOHC的原理是借助加氢反应，氢气与诸如甲苯这类芳香族有机化合物进行化学反应，生成像甲基环己烷等分子内结合有氢的饱和环状化合物 [ 21 ] 。实现在常温以及常压的条件下，利用有机液体对氢气进行储存和运输，使用时通过脱氢反应提取氢气。 相较于传统的物理储氢手段，LOHC技术不但有着较高的储氢密度，还能够在常温常压下开展氢能的储存与运输工作，提升了氢能储运的效率以及安全性。储氢过程属于放热反应，通常在100~250 ℃、0.1~0.5 MPa下进行。脱氢过程属于强吸热反应，通常需要在较高的温度下进行，反应温度一般为150~400 ℃ [ 22 ] 。当下，LOHC技术仍面临着一些不足，比如脱氢技术较为复杂、能耗偏高、催化剂能力不足。 2.1.5 地下储氢 地下储氢技术是一种依托地下地质构造实现大规模氢能储存的技术。该技术通过将氢气注入特定的地质构造中，如地下盐穴、枯竭油气藏以及适宜的含水层，从而实现对氢能的可靠储存。在能源供应过剩的时段，可将多余的能源转化为氢气储存于地下。当能源需求达到高峰时，可适时采出氢气以满足需求。地下储氢技术具备出色的长期储能能力，能够满足长达数月的储能需求。 与其他储能方式相比，地下储氢技术的显著优势在于储存规模巨大、单位储氢成本低、安全性高、非常适合能源战略储备和电网调峰。其局限性主要受制于地质条件，包括选址苛刻、地下构造复杂且存在不确定性、勘探费与建设投资高。与地面储氢技术相比，地下储氢在效率方面稍显不足，且前期投资相对较大，但凭借其巨大的储存容量，地下储氢技术在经济性方面展现出无可比拟的优势。因此，地下储氢技术被视为未来最具发展潜力的一种储氢方式，有望在氢能产业的持续发展中发挥关键作用 [ 23 ] 。 地下储氢主要分为纯氢储存与混合气体储存。纯氢地下储存方面，盐穴储氢库是其中的典型代表。截至目前，美国有盐穴储氢库3座，英国有1座，均为运行状态。我国也在积极探索相关技术，加速推进产业项目落地。2024年12月，中国平煤神马集团深地盐穴大规模储氢项目正式开工，该项目是亚洲首个深地盐穴大规模储氢项目 [ 24 ] ,利用地下盐穴的天然密封性和稳定性，实现了对纯氢的安全、高效储存。在混合气体地下储存方面，欧洲处于领先地位。在法国、捷克和德国等国家的地下储气库中，储存着含有大量氢气的混合气体。这种储存方式不仅利用了现有地下储气库，还通过氢气的混入，提高了储气库的能源密度和灵活性，为氢能的广泛应用提供了有力支持 [ 25 ] 。 2.2 氢能运输技术 2.2.1 气态氢运输 气态氢运输包含长管拖车运输和管道运输。长管拖车运输时，压力通常为20~50 MPa。我国在长管拖车运输领域已经比较成熟，但进行长距离、大容量的运输时，成本方面和国际先进水平相比还有一定差距。 管道运输是实现氢气大规模、远距离运输的关键方式。在管道运输过程中，压力一般在1.0~4.0 MPa，这种方式运输氢气的量大且能耗较低。在未来氢能大规模应用的情况下，管道运输能够以低成本、低能耗、高效率的方式完成氢能的跨区域运输。在管道运输发展初期，单独建设氢气管道的成本很高，所以各国都在积极探索掺氢天然气的运输方式，利用现有的天然气管道来运输氢气 [ 11 ] 。2024年11月，国内首条掺氢高压长输管道——西部天然气公司包头—临河输气管道工程竣工通气，掺氢比例达10%，标志着我国在管道掺氢应用领域迈出关键一步 [ 26 ] 。 2.2.2 液氢运输 液氢运输方式适宜于远距离、大容量的氢能运输，既可以利用液氢罐车运输，也能够通过专用液氢驳船运输。采用液氢运输的方式，有助于提升加氢站的单站供应能力，日本和美国已将液氢罐车作为加氢站运输氢气的重要方式之一。由多家日本企业共同组建的先进氢能链技术发展协会采用千代田化工公司的MCH技术，成功实现了全球首次专用液氢驳船远洋运输。该技术在长距离海上运输中展现出显著的成本优势。2024年10月，由中国海油执行的液氢海运运输船经过超18 520 km的航行，顺利靠泊深圳盐田港，并以岸边直提、陆上运输的方式将该批液氢运送至中山进行终端利用测试，如此长距离运输液氢在全球范围内尚属首次 [ 27 ] 。 2.2.3 固态氢运输 借助金属氢化物储氢，在运输手段的选择上更为多样，例如驳船、大型槽车等。固态氢储存技术涵盖了镁基储氢合金以及固态氢能燃料电池等相关材料，当前已经有了一些商业化的尝试，如由上海交通大学等多个单位共同研发的镁基固态氢储存车辆，理论上，能够储存大约1 t的氢 [ 28 ] 。2024年11月，全球首例大型固态储氢设备——氢枫镁基固态储氢罐顺利从上海运抵马来西亚，在解决氢长距离大规模运输问题上取得突破 [ 29 ] 。固态氢储存的优势在于其较高的单位体积氢储存密度、化学过程的可逆性以及运输的便捷性。然而，氢的释放过程需维持较高的温度，且释放速率低、耗时较长，这导致了成本增加。尽管固态氢储存能够在常温常压下进行，且储存与释放过程相对易于控制，但受限于现有技术，其在商业应用方面尚需进行深入的研究与实验验证，以期降低成本。 3 结论与展望 3.1 结论 ① 现阶段我国氢能产业的问题是制氢能力领先而储运能力不足。 ② 当前各类主流储氢技术均面临产业化问题，不同应用场景选择匹配的储存方式、多种技术路线并存是长期格局。 ③ 管道输氢适用于大规模、长距离输送，有望成为未来主流运输方式，与其他方式协同发展。 3.2 展望 为推进我国氢能储运技术迈向安全、高效、低成本的新阶段，加速产业化进程，未来应聚焦以下方向开展工作。 ① 突破关键材料与核心装备技术。重点研发高性能且低成本的储氢材料、大型氢液化系统关键设备、超高压力压缩机与阀门等，从根本上提升技术经济性。 ② 加强系统集成设计与智能化管控。推动储氢罐体结构优化设计、输氢管网动态模拟与泄漏监测、加注及释放过程智能控制等创新，构建全链条安全风险预警与防控体系，全面提升系统效率与本质安全水平。 ③ 构建完善的标准体系与认证体系。加快制修订覆盖储氢容器、输氢管道、加注协议、安全测试等环节的国家与行业标准，并推动与国际标准接轨，为技术研发、产品认证和市场准入提供明确依据，规范产业发展。 ④ 推动全生命周期成本分析与商业模式创新。通过规模化生产、产业链协同优化、绿电制氢与储运耦合等方式降低综合成本。探索“制储运加”一体化、氢储能、地下储氢调峰等新商业模式，提升项目经济性。 ⑤ 强化跨学科协同与政策引导支持。促进材料科学、化学工程、机械工程、地质学等多学科交叉融合。政府需在研发资助、示范项目、财税激励、基础设施规划等方面提供持续稳定的政策支持，营造有利于技术迭代和产业孵化的创新生态。 1. 付强 , 杨洸 , 金辉 , 等 .  中国氢能产业链技术现状及发展趋势 [J].  油气与新能源 , 2024 ( 4 ): 19 - 30 . 2. 章楚 .  氢能储运技术发展现状与前景展望 [J].  能源化工财经与管理 , 2024 ( 2 ): 1 - 9,25 . 3. 孙德强 , 张俊武 , 吴小梅 , 等 .  我国氢能产业发展现状、挑战及对策 [J].  中国能源 , 2022 ( 9 ): 27 - 35 . 4. 国家能源局 .  氢能产业发展中长期规划 （ 2021 — 2035 年）[EB/OL]. [ 2025-12-15 ].  https://zfxxgk.nea.gov.cn/2022-03/23/c_1310525630.html . 5. 中华人民共和国国家发展和改革委员会 .  关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见 [EB/OL]. [ 2025-12-15 ].  https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/tz/202009/t20200925_1239582.html . 6. 曹军文 , 张文强 , 李一枫 , 等 .  中国制氢技术的发展现状 [J].  化学进展 , 2021 ( 12 ): 2215 - 2244 . 7. 国家能源局 .  中国氢能发展报告（2025） [EB/OL]. [ 2025-12-15 ].  https://www.nea.gov.cn/20250430/96022 785b3a747248288ad1c57d3a025/c.html . 8. 中国氢能联盟 .  中国氢能发展报告（2023） [EB/OL]. [ 2025-12-15 ].  https://pc.h2cn.org.cn/crdq6y/202402/d6 681232faf1625822a855d558ce3621.html 9. 韩利 , 李琦 , 冷国云 , 等 .  氢能储存技术最新进展 [J].  化工进展 , 2022 ( S1 ): 108 - 117 . 10. 陈俊文 , 汤晓勇 , 陈情来 , 等 .  天然气掺氢对管输工艺安全影响的探讨 [J].  天然气与石油 , 2022 ( 4 ): 16 - 22 . 11. 杜通林 , 陈俊文 , 庞帅 , 等 .  在役天然气管道改输氢气工艺安全探讨 [J].  天然气与石油 , 2024 ( 5 ): 79 - 87 . 12. 杜嘉利 , 牛爱军 , 赵苗苗 , 等 .  氢的储存与运输技术现状及可靠性分析 [J].  焊管 , 2022 ( 9 ): 55 - 63,68 . 13. 李建林 , 李光辉 , 马速良 , 等 .  氢能储运技术现状及其在电力系统中的典型应用 [J].  现代电力 , 2021 ( 5 ): 535 - 545 . 14. 李玉星 , 刘翠伟 , 彭浩平 , 等 .  氢能运输方式与技术发展现状及挑战 [J].  前瞻科技 , 2024 ( 2 ): 81 - 93 . 15. 邵艳波 , 宋义伟 , 张志贵 , 等 .  氢气低温液化与储运技术进展 [J].  低温与超导 , 2023 ( 6 ): 55 - 61 . 16. 欧正佳 , 郝兰锁 , 骆鑫雨 , 等 .  氢气纯化和压缩技术研究进展 [J].  油气与新能源 , 2023 ( 3 ): 39 - 47 . 17. 熊联友 , 杨坤 , 孔巍 , 等 .  5 t/d氢液化装置的研制 [J].  真空与低温 , 2024 ( 4 ): 349 - 354 . 18. 李锦山 , 任春晓 , 罗琛 , 等 .  固体储氢材料研发技术进展 [J].  油气与新能源 , 2022 ( 5 ): 14 - 20 . 19. REN L , ZHU W , LI Y H , et al .  Oxygen Vacancy-Rich 2D TiO 2  Nanosheets:A Bridge Toward High Stability and Rapid Hydrogen Storage Kinetics of Nano-Confined MgH 2 [J].  Nano-Micro Letters , 2022 ( 14 ): 144-1 - 16 . 20. 梁宸曦 , 王振斌 , 张明锦 , 等 .  镁基固态储氢材料的研究进展 [J].  储能科学与技术 , 2024 ( 3 ): 788 - 824 . 21. 黄青 .  有机液体储氢技术现状及其脱氢催化研究进展 [J].  广东化工 , 2024 ( 19 ): 94 - 96 . 22. KWAK Y , MOON S , AHN C I , et al .  Effect of the Support Properties in Dehydrogenation of Biphenyl-Based Eutectic Mixture as Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC) over Pt/Al 2 O 3  Catalysts [J].  Fuel , 2021 , 284 : 119285-1 - 9 . 23. 李周波 , 李亚楠 , 郭克星 , 等 .  地下储氢技术的研究现状及展望 [J].  天然气与石油 , 2024 ( 5 ): 97 - 105 . 24. 中国平煤神马集团 .  亚洲首个集团深地盐穴大规模储氢项目开建 [EB/OL]. [ 2025-12-15 ].  http://www.zgpms m.com.cn/newsinformation/show-14723.html . 25. 张俊法 , 曾大乾 , 陈诗望 , 等 .  地下储氢技术现状及在中国加快发展的可行性 [J] .  世界石油工业 , 2024 ( 4 ): 114 - 119 . 26. 内蒙古西部天然气股份有限公司 .  国内首条可掺氢高压长输管道正式竣工投产 [EB/OL]. [ 2025-12-15 ].  https://xbtrq.cn/xwzx/info/3178.html . 27. 易东 , 钟煌元 .  我国完成全球首例逾万海里液氢运输 [N].  深圳特区报 , 2024-10-23 ( A04 ). 28. REN L , LI Y , LIN X , et al .  Promoting Hydrogen Industry with High-Capacity Mg-Based Solid-State Hydrogen Storage Materials and Systems [J].  Frontiers in Energy , 2023 ( 3 ): 320 - 323 . 29. 中国储能网 .  全球首例大型固态储氢设备“出海” [EB/OL]. [ 2025-12-15 ].  https://www.escn.com.cn/20241121/d97f683f2bef4ca0954d31f9d06a63fa/c.html . Development Status and Prospects of Hydrogen Energy Storage and Transportation Technologies in China ZHANG Huan Abstract  This paper reviews the current status of key hydrogen energy storage and transportation technologies in China and outlines their development trends. At present，a prominent challenge facing China’s hydrogen energy industry is the mismatch between advanced hydrogen production capacity and insufficient storage and transportation infrastructure. All mainstream hydrogen storage technologies currently encounter barriers to industrialization. Selecting matched storage modes for different application scenarios and the coexistence of multiple technical routes will be a long‑term pattern. Hydrogen pipeline transportation is suitable for large‑scale，long‑distance transmission and is expected to become the dominant transport mode in the future，developing in coordination with complementary approaches. Keywords  hydrogen energy storage and transportation ； gaseous hydrogen ； liquid hydrogen ； metal hydride 引用本文： 张欢.我国氢能储运技术发展现状与展望[J].煤气与热力,2026,46(05):64-68. 第一作者： 张欢，女，助理工程师，本科，从事天然气等绿色能源研究及工程设计工作。 中图分类号： TK912 文章编号： 1000-4416（2026）05-0064-05 文献标识码： A 责任编辑： 李欣雨   声明： 本文著作权归《煤气与热力》杂志社有限公司所有。