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制氢成本低,国产化率高!吉林省握紧氢能“一手好牌”

   2025-11-24 氢能观察氢小观440
核心提示:以下从上游制氢技术、中游储运环节及下游应用场景三个方面系统梳理吉林省绿氢产业发展现状:

吉林省正积极规划氢能产业发展方向,合理布局氢能各项环节,贯通绿氢产业链条,为打造“北方氢谷”做出不懈努力。以下从上游制氢技术、中游储运环节及下游应用场景三个方面系统梳理吉林省绿氢产业发展现状:

上游制氢技术:碱性电解槽主导,国产化进程加速

电解水制氢技术主要分为碱性电解水制氢(ALK)、质子交换膜电解水制氢(PEM)、高温固体氧化物电解水制氢(SOEC)、阴离子交换膜电解水制氢(AEM),四种电解水制氢技术各有优势也各有其合适的应用场景。

碱性电解水制氢技术(ALK)是以一定浓度(20%-30%)的液态碱性水溶液(KOH或NaOH)为电解质,通过镍基电极和隔膜实现水电解,生成氢气和氧气。相对于其他几种电解水制氢技术,碱性电解工艺更为成熟、成本优势显著。目前,碱性电解水制氢技术已经成功应用于化工合成、钢铁冶金、工业生产等大型重工业领域。

质子交换膜电解水制氢技术(PEM)采用全氟磺酸质子交换膜作为固态电解质,允许质子传导,通过贵金属催化剂实现高效水电解。质子交换膜电解效率高、动态响应快、氢气纯度高,能够适应风光资源波动性电源耦合,但是由于材料昂贵,使其成本较高,推广较为困难。质子交换膜电解水制氢技术可应用于分布式制氢、加氢站现场制氢,也可应用于可再生能源制氢项目中,提高项目产氢效率。

高温固体氧化物电解水制氢技术(SOEC)是在高温(700-850℃)环境中,利用氧离子传导型固体氧化物(如氧化钇稳定氧化锆YSZ)作为电解质进行水电解,析出氢气。由于这种方式需要高温,从理论上看能够显著提高电解效率,但同时也带来了材料衰减等问题,目前还处于示范阶段。

阴离子交换膜电解水制氢技术(AEM)结合了碱性电解和PEM电解两种技术路线优势,使用阴离子交换膜作为隔膜材料传导氢氧根离子,采用非贵金属催化剂,材料可选性更广,消除了材料腐蚀性以及材料成本过高的问题,动态响应速度更快。阴离子交换膜制氢工艺适用于中小规模制氢场景,与可再生能源耦合实现低成本制氢,如工业园区、分布式能源系统等。

目前,吉林省四种电解水制氢技术相关情况如下:

吉林省绿氢生产以碱性电解水制氢(ALK)技术为主导,兼具经济性与规模化优势。2023年12月,尧景新能源1000标方碱性电解槽正式下线,这是东三省首台(套)1000标方碱性电解槽,采用自主研发的高效电极材料和模块化设计,电解效率达 75% 以上,填补了吉林省在大标方碱性电解槽研究、设计、制造领域的空白。截至 2025 年,全省已建成投产的碱性电解槽项目覆盖白城、洮南、松原等重点区域,单槽产氢规模从 1000 标方到 1200 标方不等,技术成熟度和稳定性处于国内领先水平。

在大规模制氢项目上,吉林省已有多个项目落地开工,吉电股份大安风光制氢合成氨一体化项目建设50套200标方PEM电解槽和39套1000标方碱性电解槽,中国能建松原氢能产业园项目应用64套1000标方碱性电解槽,成为国内首个实现千标方级电解槽批量化应用的项目,标志着吉林在碱性电解槽技术上的规模化突破。 

吉林省正在实现从电解槽系统设备到关键零部件的全链条制造能力。在核心设备国产化方面,尧景新能源通过引进日本技术团队并实现本地化生产,其碱性电解槽的电极、隔膜等核心部件国产化率超过80%,关键密封材料和控制系统实现自主可控。吉电股份与国家电投集团合作研发的兆瓦级质子交换膜(PEM)电解槽,其膜电极组件(MEA)采用长春应化所研发的低铂催化剂,铂载量降至 0.15mg/cm²,成本较进口产品降低 40%,填补了国内高端电解槽领域的空白。此外,双良集团与闳扬新能源合作开发的 5000 标方超级碱性电解槽,单槽产氢量创全球纪录,核心部件国产化率达 95%,进一步巩固了吉林在绿氢装备制造领域的领先地位。

中游储运环节:技术不断突破,力求建设高水平的氢储运体系

在氢能储运方面,《“氢动吉林”中长期发展规划(2021-2035年)》中明确:“形成省内网格化气氢储运体系,提高储运灵活性”、“建设高水平液氢、液氨储运项目,打造多元化输运”。吉林省一直不断寻求技术创新与项目落地,探索构建省级氢能储运体系,推动氢能储运向规模化、多元化方向落地。

当前,吉林省氢能储运方式主要以高压气态储氢技术为主,利用长管拖车和管束式集装箱构成输氢网络。中韩示范区制氢加氢一体化站采用35MPa 高压储氢技术,通过长管拖车向长春市 6 条氢能示范线路供应氢气,日供氢能力达 500 公斤,运输半径覆盖周边 100 公里范围。为降低储运成本,吉林正推动高压气态储运向 45MPa 及以上压力等级升级,吉电股份大安风光制氢合成氨一体化项目配套建设的 45MPa 高压储氢罐组,可将单车运氢量提升至 300 公斤,运输成本降低 25%。

除气态储氢方式外,吉林省也在探索液氢储运技术,为大规模氢储运提供技术储备和商业化路径。中国能建松原氢能产业园项目在去年(2024年)公布储氢设备中标结果,中集氢能成功中标该项目总承包项目中储氢环节装备,包括氨氢事业部提供的15台液氢球罐以及气氢事业部提供的8套压缩机缓冲罐设备。据悉,松原市发改委《绿色氢能一体化及储氢装置装备制造项目可行性研究报告》明确提出:“项目将建设液氢生产及充装系统,年产液氢2万吨,储氢密度达70.8kg/m³”。该报告已通过专家评审,并纳入吉林省“十四五”能源发展重点项目库。该项目通过“绿电-液氢-氢能重卡”闭环模式,将液氢运输至长春国际汽车城,为一汽解放氢能重卡提供燃料,推动液氢储运技术的商业化验证。此外,中能建松原氢能产业园项目配套建设的液氢储罐群,采用“真空多层绝热 + 液氮保冷”技术,容积达50立方米,日蒸发率(BOG)控制在 0.3% 以下,2 万吨/年液氢产能对应运输成本约 8 元/kg(长春-松原干线),较气态长管拖车(15元/kg)降低 47%。这套液氢储罐群可满足园区内绿氨、绿甲醇生产的液态氢需求,为大规模液氢储运积累经验。

在以上储氢方式基础上,吉林省大型绿氢项目也在尝试固态储氢和有机液态储氢技术,并且正在实地验证中,成本优势也在逐渐凸显。据了解,吉电股份大安风光制氢合成氨一体化项目采用“镁基合金储氢”技术,储氢密度达150kg/m³,48000标方储氢装置可缓冲2小时风光波动,储氢成本约2000元/kWh(含材料与设备折旧),较高压气态储氢降低15%。此外,吉电股份大安风光制氢合成氨一体化项目配套15000 标方甲苯储氢装置,氢容量 6.1wt%,脱氢能耗 8kWh/kg,适用于跨区域长距离运输(如至上海港全程 1800 公里,综合成本 25 元 /kg)。

下游应用场景:化工、交通、航运多点开花

经过七年时间的努力,吉林省成功使“北方氢谷”初具雏形。氢能产业正在逐渐铺开并展开落地示范,也开始从实验室验证进入到应用阶段。

氢能应用场景众多,随着技术的发展与进步,氢能应用场景正在从单一的交通领域扩张至多个方面。目前,吉林省氢能应用主要集中在化工、交通及航运等领域。

化工领域:绿氢、绿氨、绿色甲醇爆发

《“氢动吉林”中长期发展规划(2021-2035年)》中明确:吉林省将“建设国际领先氢基化工产业基地,打造可再生能源制氢高价值应用。”吉林省当前多数氢能项目与化工领域相关,吉林市、松原市等地已逐步开展绿氢合成氨、绿氢与绿色甲醇以及氢化工炼化等项目,实施可再生能源制氢替代,助力化工产业深度脱碳。规划还提到:“在白城市、松原市、延边州等地推动医药制剂、食品加工等涉氢精细化工产业落地。在我省西部大型粮食基地、果蔬种植基地积极拓展氢基化工相关产品在农业种植等领域的相关应用。”

吉林省依托丰富的风光资源和化工产业基础,在氢能与化工融合领域形成了鲜明的应用实践,通过“绿电-绿氢-绿色化工”一体化模式,推动传统化工产业向低碳化、高端化转型。

关于氢基能源化工项目,吉林省打造出了国内氢能规模化替代化石能源的标杆工程。例如,吉电股份大安风光制氢合成氨一体化项目总投资59.56亿元,配套80万千瓦风光发电及40兆瓦储能系统,年产绿氢3.2万吨、绿氨18万吨,年减碳排放65万吨,产品通过铁路运输至吉林石化等企业,用于化肥生产和化工原料替代。该项目创新采用“荷随源动”柔性控制技术,通过实时调节电解槽负荷匹配风光波动,使合成氨装置运行稳定性提升30%,吨氨电耗降至32kWh以下,成本较传统工艺降低15%。

交通领域:氢能高速免费、氢能列车先行

交通领域是氢能最广泛也最常见的示范应用场景。吉林省大力发展氢能交通,为全力支持氢能车辆在吉林省大规模推广使用,在政策端,吉林省于2024年8月发布《关于对氢能车辆行驶吉林省高速公路实施优惠的通知》,明确表示:2024年9月1日0时至2026年8月31日24时,安装ETC套装设备的吉林省籍氢能车辆,可在吉林省高速公路收费站间点对点免费通行。

在应用端,吉林省依托一汽集团产业优势,推动氢能重卡在物流、城建等领域规模化应用。截至2025年,一汽解放已向北京、上海、山西等地交付300辆氢能重卡,覆盖城市物流、渣土运输等场景,单车续航里程达500公里,加氢时间缩短至15分钟。中韩示范区氢能交通示范线路投入运营6条氢能公交,采用吉电股份生产的绿氢作为燃料,日均运营里程超72公里,累计安全运行超2年,单车百公里氢耗降至7.5kg,成本通过补贴后降至40元/kg以下。

吉林省正以氢能列车为支点,撬动高端装备制造产业链升级。中车长客自主研制的全国首列氢能源市域列车在长春完成试验,首创“氢燃料电池+超级电容”混合动力架构,最高时速160公里,每公里能耗仅5千瓦时,续航超1000公里,可满足东北地区极寒环境下的城际交通需求。

航运领域:保供绿色燃料,开启全球征程

今年(2025年)7月份,上海电气洮南风电耦合生物质绿色甲醇一体化示范项目正式投产,成功产出第一桶绿色甲醇产品。按照计划,该项目生产出的这批绿色甲醇产品将通过陆海联运抵达上海港,随后登上法国达飞集装箱班轮,开启中国零碳燃料的全球应用征程。

甲醇是重要的大宗基础化工产品,只有碳排放量低于阈值的甲醇才可以被认定为绿色甲醇或可再生甲醇。根据测算,上海电气洮南风电耦合生物质绿色甲醇一体化示范项目所生产的甲醇满足欧洲标准ISCC EU,全生命周期碳排放低于32.9gCO2eq/MJ,较化石甲醇碳减排量减少超过65%。

这是国内首个规模化商业运行的绿色甲醇项目,成功实现了绿色甲醇从研发、生产到应用的经典闭环,推动了绿色燃料在航运、航空、化工等领域的规模化应用。同时,这个项目也是吉林省百亿级重点工程之一,为实现大规模绿电绿氢消纳提供了新的技术路线和商业模式。

整体来看,吉林省氢能产业发展已走在国内前列,这不仅得益于多个大型风光制氢项目的开发和落地,更与吉林省天然的资源优势密不可分。吉林省风光资源产能基础较好,制氢成本明显低于全国平均水平,借此优势,吉林省开创性地打通了新能源与传统化工产业的连接通道,为全国新能源产业树立新标杆,绘就可再生能源“碧海蓝天”的吉林名片,为吉林省高质量发展注入“澎湃动能”。

 
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