中国2060年风电制氢潜力评估：碳中和目标下的空间分布与产能预测

为评估中国实现碳中和目标过程中风电制氢的潜力，研究人员系统分析了全国陆海风电可开发面积（540万km2）及装机容量（14.68 TW），预测到2060年电解水效率提升后年产氢量可达9.03亿吨，为当年氢需求量的6.94–10.04倍，其中新疆等五省及海域贡献86.82%产能，为氢能产业规划提供科学依据。

　　

在全球气候治理背景下，中国提出2060年碳中和目标面临巨大挑战——如何在短期内推动全球最大碳密集型能源体系转型？绿色氢能（green hydrogen）被视为破局关键，尤其风电电解水制氢（wind-based hydrogen production）因其成本优势备受关注。然而，中国风电制氢的潜力究竟有多大？这些资源又分布在何处？这些问题直接关系到国家氢能战略的制定。

北京理工大学能源与环境政策研究中心（第一作者Jiaquan Li署名单位）的研究团队在《Resources, Conservation and Recycling》发表的研究，首次以高空间分辨率系统评估了中国至2060年的风电制氢潜力。研究人员构建了包含地理信息系统（GIS）、数字高程模型（DEM）和海洋专属经济区数据的研究框架，通过量化风电装机密度（IC_e,i,ai）和容量因子（CF_i），结合电解水效率动态模型，预测了不同技术场景下的氢产能。

关键技术方法

1. 空间约束建模：整合土地利用、保护区、鸟类迁徙路线等13类限制因素

2. 风电潜力评估：采用5 km×5 km网格计算陆海风电装机容量（14.68 TW）

3. 动态效率模型：基于2020-2060年电解水技术改进曲线预测氢产量演变

氢生产强度

研究发现中国陆域风电开发利用率存在显著地域差异（图B1），新疆、内蒙古等地区单位面积氢产能最高。海域开发受水深和海底电缆限制，但仍是重要补充。

空间分布特征

• 五大热点区域：新疆、内蒙古、青海、西藏、甘肃及近海贡献全国86.82%产能

• 海域潜力：专属经济区内可开发面积达1.12×10⁶ km²

产能预测

• 基准情景（2020技术）：年产氢7.13亿吨

• 2060情景（效率提升）：年产氢9.03亿吨，相当于当年需求量的6.94–10.04倍

讨论与意义

该研究揭示了风电制氢在解决中国氢能供需错配问题中的关键作用：

1. 战略规划价值：明确建议优先开发"三北"地区风电制氢集群

2. 技术路线选择：证实风电制氢成本将显著低于光伏制氢（Fan et al., 2022）

3. 政策启示：需建立配套的氢能基础设施网络以消纳偏远地区产能

研究团队特别指出，尽管当前可再生能源制氢仅占全国产能的0.25%（2024年数据），但张家口风电制氢项目成功保障2022绿色冬奥的经验表明，该技术已具备规模化应用条件。这项研究为《氢能产业发展中长期规划（2021-2035）》提供了量化支撑，也为企业项目选址提供了科学依据。