2024年，9名院士为氢能发展“支招”

双碳目标下，氢能价值日益凸显。在此背景下，在不同领域有着科学技术专长的院士不约而同地为氢能“站台”，并为氢能未来发展建言献策。以下是2024年1-7月，9位中国工程院及中国科学院院士在公开会议或在媒体平台上谈到有关氢能的看法与建议。

1、中国科学院院士欧阳明高：今年氢车销量近1万辆，明年超5万辆

自2020年至今，我国商用车燃电系统性能在额定功率、最高效率、质量功率密度等方面均取得显著提升，大功率、高效率系统不断涌现，系统寿命由1万小时提升至2万小时，系统成本降低约50%。预计今年我国燃料电池车销量将接近1万辆，2025年运行的燃料电池车辆将达5万辆以上，2035年将突破100万辆。

2、中国工程院院士陈学东：中国氢能产业规模十万亿级

氢能具有大规模、长周期储能优势，被认为是可再生能源规模化利用的重要载体。中国氢能产业快速发展，形成长三角、粤港澳、环渤海等区域产业集群，带动产业规模十万亿级。中国氢气产能超过4000万吨/每年，为全球最大，2022年实际产量3781万吨。氢燃料电池商用车示范稳步推进，交通、储能、发电、工业等多元应用生态加速形成。氢气储运是氢能产业链最重要环节，关系氢能使用安全性和经济性，日益成为瓶颈问题。

3、中国科学院院士、西安交通大学绿色氢电全国重点实验室主任郭烈锦：投资界现在大力投入，长远收益巨大

构建氢能产业链，我认为必须紧紧围绕实现“双碳”目标、推动经济转型和可持续发展的战略目标，从上游氢气制取、中游储运加注到下游推广应用全面展开。从整个能源产业来看，将产业链各个链条间彼此孤立、分隔地去判断评估，是不利于推动产业链整体构建的。应该考虑从能源的源头到终端产物，包括主、副产品乃至废弃物的处理，进行全面完整的、全生命周期的评估和判断。从原材料获取到产品形成、能源与物质转化、加工利用等各个环节，以及环境效益、效率和成本，全生命周期地判断其是否绿色无害、高效低成本，是否符合可持续发展原则。

就氢能应用而言，交通能源在我们能源转型中只占很小一部分。目前我国二氧化碳排放量达到100亿吨到110亿吨，而交通能源排放不到10亿吨，这意味着90%的排放来自其他工业领域。因此，能源转型的关键是采用新的、绿色的生产方式，改变目前的发电、供热以及工业和农业用能模式。从这个角度预测，氢能产业的需求规模实际上是数十万亿级别，如果投资界现在大力投入氢能源的开发和推广，从长远来看，无疑将带来巨大收益。

4、中国工程院院士彭苏萍：氢（泛氢）能源作为桥梁，实现传统能源与新能源联动发展

发展氢能一定要结合供需实际，发展目标一定是稳定、可靠、低成本的氢。从这一角度而言，氢能产业向绿氨（绿氢+氨气）、绿色甲醇（绿氢+二氧化碳）等泛氢能源发展，有效解决了储存和运输的安全性和成本问题。

在双碳目标与能源清洁化转型背景下，建立多元化的清洁能源供应体系是未来发展趋势。而氢（泛氢）能源作为各能源之间的桥梁，可以实现传统能源与新能源的联动发展。比如通过煤掺氨发电，减少煤炭消耗；通过燃料电池和内燃机技术，减少油气在交通领域消耗，降低石油进口；通过氢能与电能的耦合，为电力系统提供更多的灵活性调节资源，提升新能源对能源系统的保障能力等。

以氢能部分替代、压缩化石能源消耗量，从而提升清洁能源在能源结构中的占比。这不仅会进一步丰富我国的能源多元化供应体系，同时为能源安全保障机制的优化带来新契机。

5、中国工程院院士、深圳大学特聘教授谢和平：海水直接制氢有望开辟氢能源技术和产业化新赛道

新的电解水制取氢气方式也在开发中。其中，海水直接电解制氢技术和海上风电技术备受关注。未来绿氢的大规模生产，与风能、太阳能等可再生能源相耦合是关键。特别是在海上风电发展迅速，海水资源颇为丰富（地球水资源总量的97%）的背景下，利用海水直接电解制氢技术和海上风电技术向海洋要氢，成为绿氢制取的重要方向。这就像在大海上建起一座座“氢矿”，产出的绿氢可直接通过海上油气管道等进行远距离运输，提供了大量氢能。

实现海水直接制氢的设想，要迈过不少技术门槛。电解海水制取氢有两种方式：一是淡化海水至纯水再制氢，技术复杂、成本高，难以规模化生产；二是海水直接电解制氢，难点在于海水成分复杂，对设备中的催化剂、电极、隔膜要求很高。经过长期攻关，我们尝试用物理力学方法，在一种透气不透水的“膜”作用下，把海水里的水汽“抽”出来，隔绝海水中的杂质离子，从而使水汽成为电解制氢用的“纯水”，向电解液补水。2022年11月，这一成果发表在《自然》杂志，后被科技部评为2022年中国科学十大进展之一。未来，海水直接制氢有望开辟氢能源技术和产业化新赛道。

6、德国国家工程院院士、天府新能源研究院院长雷宪章：以科技赋能提振新质生产力绿色氢能产业的发展

四川是我国发展的战略腹地，清洁能源丰富，发展氢能潜力巨大，在国家能源安全新战略中具有十分重要的地位，要坚持以科技赋能提振新质生产力绿色氢能产业的发展。

当前以绿氢产业为代表的新能源发展关键是要解决新能源消纳、新能源稳定运行这两个问题，暨要坚持以电氢耦合协调、可再生能源与储能技术耦合协调为技术支撑推动绿色能源供给和新型电力系统建设，通过电解水制氢、SOFC等技术有效消纳风电、光伏发电、水电等可再生能源电力，以满足未来含高比例可再生能源电力系统的大规模储能需求，并在能源、交通、建筑、工业等用能终端通过技术变革引领新产业赛道，助力实现双碳目标、推动川渝氢能产业协同发展。

7、中国工程院院士、上海交通大学氢科学中心主任丁文江：“金氢工程”助推氢能发展

我国每年大概使用3000万吨氢能，近80%来源于煤炭重整制氢，不进行二氧化碳捕集，这称为“灰氢”。针对这种现状，我们正在打造“金氢工程”。

“金氢工程”是我命名的。简言之，就是在特殊催化剂的作用下，将废弃物中的碳氢化合物，尤其是甲烷，在低能耗条件下逐级脱去氢原子，最终裂解生成氢气和碳材料的过程。该过程利用的加热源是工业余热、废热蒸汽、地热能等。我国每年产生约1.46亿吨废弃物，大部分都是进行填埋或者焚烧处理，环保费用很高，特别像塑料，燃烧还会产生二噁英。相比之下，“金氢工程”碳排放几乎为零，而且产生的碳会被固定下来，甚至实现了负排放。

我国甲烷资源十分丰富，既能从大量的湿垃圾、农业废弃物等富含碳氢元素的有机固体废物中制取，又能从煤层气、焦炉煤气及其油页岩裂解气中分离出来，“金氢工程”可以广泛在垃圾发电厂等场景中使用。如果将低品质的煤先转化成甲烷，再通过“金氢工程”转化为高纯氢和高纯碳材料，就可实现近零碳排放。高纯度氢气可以大批量固态存储，并运输到相应的使用场景，将真正实现“灰氢”变身“绿氢”的飞跃。煤和镁，是我国最为丰富的两种资源，通过“金氢工程”最终共同服务于氢能的发展。

8、欧洲工程院院士常焜：光能转换为氢能的技术开发

中国、美国、日本等国家均在推进绿氢的应用。中国将氢能源作为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。美国能源部发布的国家清洁氢能战略和路线图提及，到2030年，可再生电力制取绿氢产量达1000万吨/年，成本低至1美元/千克。

常焜引用其他经济学者的研究结果表示，经济性最好的两种将光能转换为氢能的路线分别是，用光伏发电、电解水制氢，以及直接在催化剂的作用下用光分解水制氢。前一种技术路径目前比较通用，其中常见的路径包括碱性水电解、酸性水电解以及海水电解。这种技术的制氢效率提升很大程度上取决于光伏太阳能电池板的光电转换效率提升。

常焜团队正在开发后一种光解水制备氢气的方法。这种技术的好处是可以大幅降低氢气的制备成本。这项技术20世纪即诞生，但在发展中长期处于瓶颈阶段。直到2021年，日本开发出世界首套100平方米的光催化水分解制氢阵列板反应器，常焜认为“这开启了一个光解水工业化发展的进程”。待光解水技术成熟后，可以形成光催化制氢—氢氧分离—合成氨—氨用于绿色生态、农业等方向的产业链。

9、中国工程院院士杨春和：氢能5年内有望走入千家万户

乐观估计，5年之内，通过技术的升级以及氢能源相关知识的科普，老百姓会接受氢能用于日常生活。氢能因为具有来源广、热值高、无污染、应用场景丰富等特点，是未来人类生活在地球上的赖以生存的能源之一。面向未来，深地储氢是实现“双碳”战略和确保国家能源安全的迫切需求，已经被列为“十四五”储能发展规划，是我国储能优先发展方向。氢能产业链相关的科技创新和技术研发将成为新学科发展方向，电解水制氢、管道输氢、地下储备、加氢站等全产业链关键技术需重点攻克。

来源：高工氢电