山東清潔能源產業博覽會上的100公斤級氫能無人機模型。 　　孫文潭攝（人民視覺）

國氫科技自主研發的120千瓦“氫騰”燃料電池系統。 　　國家電投國氫科技供圖

　　今年的《政府工作報告》提出，建立未來產業投入增長和風險分擔機制，培育發展未來能源、量子科技、生物制造、具身智能、腦機接口、6G等未來產業。在“十五五”規劃綱要中，氫能和核聚變能被列入未來產業。

　　氫能產業為何被視為未來產業？綠氫為何成為新興的能源載體？本期“院士講科普”，我們邀請中國科學院院士、國際氫能燃料電池協會理事長歐陽明高，講解我們身邊的氫能與相關前沿科技。

　　——編  者

　　

　　在上一次能源革命中，石油是主要能源，而汽油、柴油是主要的能源載體。當前，新能源革命正在興起，可再生能源成為主要能源，電和氫成為主要的能源載體，其中綠電是主體。而綠氫主要來自綠電，同時將綠電轉化為零碳燃料和原料，用於各行各業，是實現碳中和的關鍵途徑之一。

　　綠氫有什麼優勢

　　氫能，在當下有怎樣的意義？在以可再生能源為主體的新能源革命中，氫能與電能是兩個互為補充的重要能源載體。

　　未來產業由前沿技術驅動，是處於孕育萌發階段或產業化初期，具有顯著戰略性、引領性的前瞻性產業。氫可以為我們的生產生活提供電能、熱能（冷能）和原料，而綠氫的產業鏈長、產值高、吸收就業能力強、應用覆蓋面廣，能起到更大的產業帶動作用。此外，綠氫既能滿足可持續發展要求，又是理想的能源互聯媒介，是促進能源向低碳環保方向轉型的最佳途徑之一，因此具有重要戰略地位。

　　綠氫有什麼優勢？如果基於化石能源制氫，氫能到終端利用的鏈條長、效率低、成本高，還有二氧化碳排放問題等，但基於可再生能源制備的綠色氫能則不存在排放問題。在儲存環節中，固定式儲氫容器成本比儲能電池成本低一個數量級以上，隨著可再生能源的普及與發電成本大幅降低，大規模、長周期可再生能源存儲成本將成為主要成本，因此，將其轉化為氫能是集中式可再生能源實現大規模發展和充分利用的重要方式。

　　身邊的氫能應用有多廣泛

　　在零碳能源體系建設中，氫能可用於氫儲能、氫原料與氫動力。氫儲能是通過電解水裝置使得綠氫將可再生能源電力儲存下來，通過燃料電池等發電裝置為城市生產生活提供綠電。氫原料是在化工行業與冶金行業中，將氫用於工業原料，比如在化工行業，氫氣主要應用於合成氨與合成甲醇等。氫動力是將氫應用於動力系統，其中，氫燃料電池發展較快，已經從道路車輛擴展到工程機械、小型船舶、飛行器、潛航器等領域。近年來，氫內燃機也取得很多進展。

　　氫動力可用於滿足道路交通、航空與海運的動力需求，具體形式包括氫燃料電池、氫/氨內燃動力等。氫燃料電池是目前氫動力的主要形式之一，這是一種能將外部燃料以電化學反應的方式持續轉化為電能輸出的能量轉換裝置。

　　經過持續科技投入，氫燃料電池汽車已成為我國氫能應用的先導，並自上而下打通了動力系統、發動機、電堆再到膜電極的全技術鏈條。目前，我們已經初步掌握氫燃料電池及其關鍵零部件、動力系統、整車集成和氫能基礎設施等核心技術，同時建立了相關產業鏈。氫燃料電池技術也向更多領域推廣應用，如有軌電車、無人機等。

　　氫能技術取得哪些突破

　　氫能的技術鏈條很長，包含可再生能源發電、制氫、轉換、存儲、運輸、應用等多個環節，需要復雜完備的技術體系。讓我們先回到綠氫產業鏈的源頭——電解水制氫這一節點上，由於氫燃料電池和電解水制氫在系統組成、基本原理等方面具有相同的科學基礎，在氫燃料電池產業基礎上，我們可以更好地推動電解水制氫產業發展。截至2025年，我國已經建立起電解水制氫設備產業鏈，國產鹼性電解槽具有極高性價比，已出口海外。展望未來，鹼性電解、質子膜電解、固體氧化物電解等電解水制氫技術將給氫能領域技術創新帶來活力。

　　在基於氫—電相互轉化的新型零碳能源體系中，來自可再生能源的綠電是主體，但綠氫也必不可少。一方面，人類生存和發展還需要大量物質材料和燃料，綠氫與碳結合可以通過碳循環方式滿足這些需求﹔另一方面，綠氫與氮結合，也能以氮循環方式滿足人類對除氫能以外新型零碳燃料的需求。

　　綠氫如何大規模商業化發展

　　綠色氫能在能源轉型與新能源革命中具有戰略價值，由此催生了“氫能熱”，與此同時，我們也需要冷思考。綠色氫能取得規模化商業價值並非易事。由於綠色氫能“生產—運輸—儲存—利用”的鏈條長、環節多，每個環節還有多種選擇，僅僅是燃料電池和制氫技術的突破並不能打通整個氫能技術鏈和產業鏈。如何實現綠色氫能的大規模商業化，是技術突破后的“下一步”。

　　一方面，可以余電制氫。簡單來說，電是可再生能源的直接利用形式，而氫能是間接利用形式，所以氫是終極燃料但不是終極能源。綠氫來自綠電，隨著風電、光伏大規模發展，電有可能會過剩，因此余電制氫潛力很大。

　　另一方面，還可以採取多能互補的方式。電和氫具有各自優勢和局限，為了實現綠氫利用的經濟性，需要氫電融合發展。氫電融合發展不僅僅包括氫和電，還需要融合儲和熱，實行“光—儲—氫—電—熱”一體化。

　　此外，還可以因地制宜、場景驅動。儲氫技術多元，沒有標准答案，需要根據具體場景進行合理選擇。例如，光伏、風電過剩時，煤電調峰電廠也需要減少負荷，煤電低負荷靈活性調節的難點是鍋爐燃燒不穩定，而高品質氫燃料正好滿足這一需求。如果附近有煤化工基地，氫可以作為原料與煤提供的碳源合成各種化工產品。附近的零碳產業園還可以用氫發電作為備用機組，同時用制氫和氫發電的廢熱通過熱泵供暖，提高氫能應用的經濟性。

　　（作者為中國科學院院士、國際氫能燃料電池協會理事長）

　　

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　　燃氣輪機換上“氫心臟”

　　我國自主研發的30兆瓦級純氫燃氣輪機及氫儲能示范項目前不久取得突破——機組實現純氫發電並保持穩定運行。項目融合風電、光伏、電解水制氫系統，構建了“綠電制綠氫、綠氫再發電”的能源轉化模式。

　　純氫燃氣輪機可以理解為將傳統的燃氣輪機換上“氫心臟”，具備快速啟停及響應、調節時間尺度廣、調節功率范圍寬等優勢。與同功率火力發電機組相比，該純氫燃氣輪機一年可減少碳排放超過20萬噸，聯合循環一小時發電量4.8萬千瓦時，可滿足約5500個家庭一天的用電需求。未來，純氫燃氣輪機技術有望在分布式能源、工業園區綜合供能、綠色數據中心備用電源等場景應用。

　　（本報記者  丁怡婷）

　　

　　南極有個能抗凍的神奇電池

　　在中國南極秦嶺站，有一種能抵御嚴寒的神奇電池——由國家電投國氫科技研發的“氫騰”燃料電池。這種電池是站內新能源微電網的重要一員。

　　在微電網運行中，當風光發電條件較好時，多余的電力可用來制氫，通過存儲氫氣實現儲能﹔風光發電條件不好時，通過氫燃料電池將氫氣轉換為電能和熱能，可為站區提供約2.5小時、最大150千瓦的供電。

　　相比於傳統化石燃料發電，“氫騰”燃料電池每發1千瓦時電，可節約400克標准煤，減少約1千克二氧化碳排放。更酷的是，它可以像拼積木一樣靈活組合、模塊化擴展，功率能從50千瓦擴展到幾十兆瓦。它也特別耐用，設計壽命可達4萬小時。氫燃料電池在南極秦嶺站的穩定運行，証明它即使在極端低溫下也靠得住。

　　接下來，“氫騰”燃料電池還將走進更多地方：為社區和工業園區供能，成為電廠、數據中心、醫院的應急電源，這個神奇電池會在越來越多場景裡助力降碳減排，讓我們的用能方式更清潔、更高效。

　　（本報記者  李  蕊）

　　《 人民日報 》（ 2026年03月21日 06 版）