清洁低碳氢

一、基本概述

清洁低碳氢（clean low-carbon hydrogen）是指通过可再生能源制氢或工业副产氢提纯等方式生产的具有较低碳排放强度的氢气产品，其全生命周期碳足迹显著低于传统化石能源制氢方式。

图1 PEM制氢。图源：中国石化

图2 碱水制氢系统。图源：中国石化

二、分类信息

三、详细解释

“清洁低碳氢”是一个强调制氢过程环境友好性和碳足迹低的概念，既包括绿氢（如可再生能源电解水制氢、生物制氢等），也包括其他低碳制氢技术，如工业副产氢提纯、化石能源制氢结合碳捕集（蓝氢）等。清洁低碳氢在制取过程中温室气体排放强度显著低于传统化石能源制氢，其全生命周期碳排放需满足特定标准，不同国家和地区通常会依据各自设定的具体标准或碳足迹阈值来界定。

图3 中国石化库车利用光伏电制氢。图源：中国石化

目前国际上尚未正式发布关于“清洁低碳氢”的统一标准，各国基于本国资源、技术和产业发展情况，对氢气的来源、工艺和碳足迹强度进行了划分，提出了不同定义和要求。具体而言：

四、应用领域/前景

清洁低碳氢是推动能源转型、实现碳中和目标的关键要素之一，被视为未来交通、工业（如炼钢、化工）、发电等领域脱碳的重要能源载体和原料。

在工业领域，清洁低碳氢应用是促进节能降碳、推进新型工业化的重要路径之一，在钢铁冶金、化工合成、绿氢炼化等领域具有广阔发展前景。目前我国在氢冶金领域技术已进入百万吨级示范阶段，绿氢耦合绿色合成氨/甲醇技术快速发展。

在交通领域，氢能应用场景持续拓展：氢燃料电池汽车产销量保持持续增长，应用范围从道路运输向船舶、航空、轨道交通等多元领域延伸；与此同时，工业园区积极探索“制氢-储氢-发电”一体化模式，提升可再生能源消纳能力和电网调峰能力。

“双碳”目标背景下，氢能是碳中和目标下能源行业实现绿色低碳转型的重要载体。2060年，中国氢需求量将大幅增长，预计清洁氢供给占比超80%，通过清洁低碳氢能的替代可以实现巨大减排量。同时在能源安全领域，通过清洁低碳氢的替代能降低油气进口依赖，提高能源自主率。在全球范围内清洁低碳氢是潜在新质生产力和经济增长点，有望改变全球能源贸易格局。

清洁低碳氢已从单一交通场景迈向工业全链条深度脱碳，其价值不仅在于减排，更在于重构“能源-工业-贸易”体系。未来通过技术降本、基建完善、政策协同三力驱动，实现从“示范应用”到“经济性替代”的跃迁。

五、绿色应用难点

清洁低碳氢作为能源转型的关键载体，当前发展仍面临多重瓶颈，其核心挑战集中于成本、技术、基础设施及政策体系等维度。

成本方面，受制于电解槽设备价格高昂、可再生能源电价缺乏竞争力以及碳捕集与封存（CCS）成本居高不下，清洁低碳氢的综合成本远超传统化石能源制氢，严重制约其规模化应用。

技术层面，电解槽的能效与寿命仍需提升，CCS的可靠性与大规模部署尚未得到充分验证，氢能储运技术也存在成熟度不足的问题。基础设施短板进一步加剧了产业链协同困难，加氢站与输氢管网建设滞后导致上下游难以高效衔接。

此外，政策与标准体系尚未完善，市场机制缺失、氢能产品认证规则模糊、碳足迹核算国际标准不统一，不仅阻碍产业规范化发展，更可能引发跨国贸易壁垒。这些系统性瓶颈已对产业规模化进程、全球减排目标实现及能源安全构成实质性影响。

本词条贡献者：

郑若晨 中石化石油化工科学研究院有限公司主管师 研究实习员

本词条审核专家：

郭莘 中石化石油化工科学研究院有限公司高级专家 高级工程师

刘语 中国科学院工程热物理所研究员