一、基本概述

氢基燃料（hydrogen-based fuel）是指以氢为主要原料转化形成的二次能源，生产过程通常为“可再生能源发电－电解水获取绿氢－以绿氢为重要原料通过系列化学反应生成其他能源形式”。目前技术条件下获得的产品主要有绿氨、绿色甲醇、绿色航煤等。与传统的碳基能源（如煤炭、石油）相比，氢基燃料具有更低的碳排放和更高的环境友好性。

二、分类信息

三、详细解释

“氢基燃料”是一个比较宽泛的概念，不仅指纯氢气，还包括利用氢气与其他元素（如碳、氮）结合生成的合成燃料或含氢的液态、固态载体。其核心在于：利用氢气（尤其是通过可再生能源电解水产生的“绿氢”）作为基础原料，来制造更易于储存、运输和使用的燃料形式，目前技术条件下获得的产品主要有绿氨、绿色甲醇、绿色航煤等。

氢基燃料体系主要包括三个关键环节：氢气制备（电解水或化石燃料，结合碳捕获的封存和利用技术）、储运（高压气态或液态的液氨/甲醇输运）和终端转化（燃料电池发电、氢内燃机燃烧动力或化工用途）。绿色制氢利用可再生电力运行电解槽；绿氨或甲醇等载体便于运输，适用于远距离或多场景；燃料电池则在运输与固定源排放上实现零碳排放。

图1 氢气制备和应用领域示意 （图源：汉化自参考来源[2]）

氢基燃料具有高能量密度、安全清洁与兼容多场景需求等多项优势，可满足产业脱碳与能源结构优化的双重需求。但其制氢成本高、储运技术复杂和安全监管尚不完善，仍需通过技术标准与供应链优化加以解决。

四、应用领域/前景

氢基燃料在各领域具备重要应用价值。

在交通领域：燃料电池具备快充、低温启动强、续航长的优势，适用于重卡、公交、商用车与航运等场景。

在工业领域：绿氢可替代炼钢、化工等行业中的氢源，实现低碳化生产。

在能源系统领域：氢可作为载体用于长期储能、调峰和平衡风光波动发电输出。

目前，从供给链到应用场景，各种气态与液态氢载体正在政策推动和市场试点下快速发展。未来，产业成本持续下降，氢基燃料将在工业中嵌入成为高载、高效、零碳排的关键能源载体。未来，氢基燃料作为一种清洁、低碳的能源形式，将逐渐成为全球能源转型的重要组成部分，发展潜力巨大。

2023年，我国发布《氢能产业标准体系建设指南》，规划建设覆盖制备、储运、加注与应用的完整标准链，并已启动30余项国家标准制修订工程，包括 GB/T 42855‑2023、GB/T 44243‑2024、GB/T 44457‑2024 等关键标准，涵盖氢气品质、电泳装置、压力容器、安全运行和系统风险控制等诸多关键环节。

五、绿色应用难点

氢基燃料具备脱碳潜力，但也存在一些争议和亟须解决的问题。

第一，所谓“蓝氢”仍需要关注甲烷泄漏风险，其整体碳效益利弊仍有争议。第二，绿氢价格高昂且未来成本下降路径需验证。第三，氢气对安全性要求较高，加压、泄漏与爆炸风险需要严格监管；部分氢基液体燃料（如绿氨、绿甲醇）在制储运销及应用的不同场景下具有一定等级泄露、致毒和易燃易爆的社会风险，需要配备更成熟、完整、稳定的产供销体系。第四，产业回收系统尚未完备，燃料电池组件与气瓶废旧处理机制仍在构建。第五，项目资本投入大，产业链技术中尚有困难环节，一旦政策退款或市场变化将影响产业可持续；需防止吹高过猛与资源浪费。

此外，国内氢基燃料发展过程中，也存在一些瓶颈。

首先，绿氢成本高企，当前每公斤绿氢成本仍高于传统制氢，若未来无法有预期的大幅下降，将极大影响燃料经济性。

其次，加氢基础设施建设滞后，站点布局不均、补贴政策边际下降，投资动能不足，并影响物流与运输应用的竞争力。

第三，标准体系虽在升级，但仍存在制定时滞、标准配套不平衡不完善、地方与行业标准差异大等问题，制约统一监管与跨区互认。

第四，核心设备与材料仍有进口依赖，如PEM电解槽、电堆模组与高压碳纤维瓶仍需提高国产化率。这些问题共同制约了氢基燃料在工业减碳、高端交通和国际贸易中的高效推广。

综合来看，中国当前在氢基燃料的政策规划、生产能力、基础设施落地及标准体系建设方面虽已处于国际领先地位，但在成本控制、地方市场平衡、技术核心竞争力及国际标准对接等方面仍需进一步突破。未来，国内若能深化成本路径优化、提升技术自主性并与国际标准体系接轨，将更具推动氢能成为全球能源转型支点的可能。

本词条贡献者：

刘语 中国科学院工程热物理所研究员、长时规模储能重点实验室副主任

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

参考来源：

[1]中华人民共和国国家标准化管理委员会、国家发展改革委、工业和信息化部、生态环境部、应急管理部、国家能源局.《氢能产业标准体系建设指南（2023版）》（国标委联〔2023〕34号）.2023.

[2]Smith, J., & Doe, J. (2021).Microplastic pollution in freshwater environments: A review. Journal of Environmental Science,15(4),123-145. http://doi.org/10.1007/s10311-021001322-8

来源: 科普中国

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