在“双碳”目标驱动下，绿氢被视为连接可再生能源与工业深度脱碳的关键能源载体。然而，当前绿氢仍面临成本偏高、基础设施不足、应用场景不清晰等多重挑战。《碳中和科技评论（英文）》发表北京大学等多机构专家的研究，系统梳理了中国绿氢在交通、工业、建筑及电力部门的应用进展，并基于学习曲线模型对2060年前的成本下降路径及经济竞争力进行了量化评估。

原文引用：Zhao M S, Hu P, Sun H, et al. Current state and economic competitiveness of green hydrogen utilization across sectors in China. Technology Review for Carbon Neutrality, 2025, 1: 9550013. //doi.org/10.26599/TRCN.2025.9550013

一、文章作者简介

本文第一作者为北京大学能源做爱姿势 的赵明升，通讯作者为张川副教授，其他作者还包括胡沛玉、孙辉、李湘、曹丽伟（中石化工程公司）等。

二、核心观点速览

文章聚焦绿氢这一关键脱碳路径，从交通、工业、建筑及电力四大部门拆解利用现状，基于学习曲线模型量化评估重卡、钢铁、合成氨等核心场景的经济竞争力，剖析现存技术与成本瓶颈，并提出推动绿氢产业化的双侧协同发展策略。

四大核心应用场景

交通领域： 重点突破重型物流与长途运输，利用氢燃料电池高功率密度与快速加注的优势，替代传统内燃机。预计到2060年，中重型燃料电池商用车将占据市场65%的份额 。

工业领域： 钢铁行业： 推广氢基直接还原铁（DRI-H₂）技术，通过氢气替代焦炭作为还原剂，大幅削减碳排放，是实现零碳炼钢的最优路径 。合成氨行业： 推动传统煤/天然气基合成氨向“绿氢替代”工艺转型，并探索低压合成技术，以解决农业肥料与能源载体的脱碳需求 。

建筑领域： 核心技术包括氢燃料电池热电联产（CHP）、氢气掺混燃烧及纯氢燃烧。氢能可作为零碳建筑的补充能源，优化用能结构并提高供电可靠性，尤其适用电力供应不稳定的边远地区 。

电力领域： 利用氢（掺氢）燃气轮机及氢燃料电池技术进行发电。同时，氢能作为关键的长周期储能载体，结合可再生能源，能够有效平衡电力系统的季节性波动并进行调峰 。

图：氢能在四大领域（交通、工业、建筑、电力）的替代路径

经济竞争力评估与未来趋势

制氢成本动态基于学习曲线模型，绿氢成本预计在2030年降至20-30元/kg，至2060年降至12-18 元/kg 。

图：绿色氢气产量预测及平准化成本

分阶段平价路径：

2030年： 燃料电池重卡燃料成本有望与柴油车持平；氢基炼钢在高煤价背景下显现初步竞争力 。

2040年： 绿氢成本降至约15元/kg，氢基合成氨可实现与天然气基合成氨的成本平价 。

图：氢能与化石燃料解决方案的成本竞争力比较

三、挑战与未来方向

文章指出，尽管绿氢在交通、工业、电力等领域展现出重要的减碳潜力，但其大规模推广仍面临系统性约束：

挑战

生产成本高昂： 目前绿氢的生产成本远高于灰氢（煤制氢），限制了其大规模商业化应用的经济可行性。

技术成熟度不足： 尽管部分领域已有示范，但如纯氢燃气轮机等关键技术的商业化利用仍需要时间积累。

基础设施建设滞后： 加氢站数量稀少，且缺乏完善的氢气长距离输送管网，导致“氢源与需求地”匹配存在地理约束。

利用场景限制： 在交通领域，受限于燃料电池功率密度，航空和大型海运等长途高耗能场景仍面临多重技术竞争。

政策与协调难度： 氢能价值链较长，目前仍缺乏跨地区、跨部门的统筹规划，产业链各环节协同效应尚未完全释放。

未来发展方向

技术驱动： 持续优化AE与PEM电解槽工艺，探索海水制氢等颠覆性技术，以技术迭代带动成本下降。

需求牵引： 聚焦重卡物流及重工业脱碳（炼钢、合成氨）等“难以电气化”场景，依托资源优势区开展示范项目，以规模效应拉动需求。

基建先行： 前瞻性布局氢气输送管道与加氢站网络，打通“制-储-运-用”全链条，保障供应稳定性。

顶层协同： 加强国家层面的统筹，推动跨区域、跨行业的产业联动，实现绿电与绿氢的深度耦合。

原文引用：Zhao M S, Hu P, Sun H, et al. Current state and economic competitiveness of green hydrogen utilization across sectors in China. Technology Review for Carbon Neutrality, 2025, 1: 9550013. //doi.org/10.26599/TRCN.2025.9550013