——编 者

在上一次能(neng)源革命中，石油是主要能(neng)源，而汽油、柴油是主要的能(neng)源载体。当前，新能(neng)源革命正(zheng)在兴起，可再生能(neng)源成为(wei)主要能(neng)源，电和(he)氢成为(wei)主要的能(neng)源载体，其中绿(lu)电是主体。而绿(lu)氢主要来自绿(lu)电，同时将绿(lu)电转(zhuan)化为(wei)零碳燃料和(he)原料，用于(yu)各行各业，是实现碳中和(he)的关键(jian)途径(jing)之一。

绿(lu)氢有什么优势

氢能(neng)，在当下有怎样的意义？在以(yi)可再生能(neng)源为(wei)主体的新能(neng)源革命中，氢能(neng)与电能(neng)是两个互为(wei)补(bu)充(chong)的重要能(neng)源载体。

未来产业由前沿技术驱动(dong)，是处于(yu)孕(yun)育萌发阶段(duan)或(huo)产业化初期，具有显著战略性、引(yin)领性的前瞻性产业。氢可以(yi)为(wei)我们的生产生活提供电能(neng)、热能(neng)(冷能(neng))和(he)原料，而绿(lu)氢的产业链长、产值(zhi)高、吸(xi)收就业能(neng)力强、应用覆(fu)盖面广，能(neng)起到(dao)更大的产业带动(dong)作用。此外，绿(lu)氢既能(neng)满足可持续发展要求，又是理想的能(neng)源互联媒介，是促进能(neng)源向(xiang)低碳环保方向(xiang)转(zhuan)型的最佳途径(jing)之一，因此具有重要战略地位。

绿(lu)氢有什么优势？如果基于(yu)化石能(neng)源制氢，氢能(neng)到(dao)终端利用的链条长、效率低、成本(ben)高，还有二氧化碳排放问题等，但(dan)基于(yu)可再生能(neng)源制备的绿(lu)色氢能(neng)则不存在排放问题。在储存环节中，固(gu)定式储氢容(rong)器(qi)成本(ben)比储能(neng)电池成本(ben)低一个数量级以(yi)上，随(sui)着可再生能(neng)源的普及(ji)与发电成本(ben)大幅降低，大规模、长周期可再生能(neng)源存储成本(ben)将成为(wei)主要成本(ben)，因此，将其转(zhuan)化为(wei)氢能(neng)是集中式可再生能(neng)源实现大规模发展和(he)充(chong)分(fen)利用的重要方式。

身边的氢能(neng)应用有多广泛

在零碳能(neng)源体系(xi)建设中，氢能(neng)可用于(yu)氢储能(neng)、氢原料与氢动(dong)力。氢储能(neng)是通过电解(jie)水装置使得绿(lu)氢将可再生能(neng)源电力储存下来，通过燃料电池等发电装置为(wei)城市生产生活提供绿(lu)电。氢原料是在化工行业与冶金行业中，将氢用于(yu)工业原料，比如在化工行业，氢气主要应用于(yu)合成氨(an)与合成甲醇(chun)等。氢动(dong)力是将氢应用于(yu)动(dong)力系(xi)统，其中，氢燃料电池发展较(jiao)快(kuai)，已经(jing)从道路车辆扩展到(dao)工程机械、小型船舶、飞(fei)行器(qi)、潜航器(qi)等领域。近年来，氢内燃机也(ye)取得很多进展。

氢动(dong)力可用于(yu)满足道路交通、航空与海运的动(dong)力需求，具体形式包括氢燃料电池、氢/氨(an)内燃动(dong)力等。氢燃料电池是目前氢动(dong)力的主要形式之一，这是一种能(neng)将外部燃料以(yi)电化学反应的方式持续转(zhuan)化为(wei)电能(neng)输出(chu)的能(neng)量转(zhuan)换(huan)装置。

经(jing)过持续科(ke)技投入(ru)，氢燃料电池汽车已成为(wei)我国氢能(neng)应用的先导，并自上而下打通了动(dong)力系(xi)统、发动(dong)机、电堆(dui)再到(dao)膜电极的全技术链条。目前，我们已经(jing)初步掌(zhang)握氢燃料电池及(ji)其关键(jian)零部件(jian)、动(dong)力系(xi)统、整车集成和(he)氢能(neng)基础设施等核(he)心技术，同时建立了相(xiang)关产业链。氢燃料电池技术也(ye)向(xiang)更多领域推(tui)广应用，如有轨(gui)电车、无人机等。

氢能(neng)技术取得哪(na)些突破

氢能(neng)的技术链条很长，包含可再生能(neng)源发电、制氢、转(zhuan)换(huan)、存储、运输、应用等多个环节，需要复杂完备的技术体系(xi)。让(rang)我们先回(hui)到(dao)绿(lu)氢产业链的源头(tou)——电解(jie)水制氢这一节点上，由于(yu)氢燃料电池和(he)电解(jie)水制氢在系(xi)统组成、基本(ben)原理等方面具有相(xiang)同的科(ke)学基础，在氢燃料电池产业基础上，我们可以(yi)更好地推(tui)动(dong)电解(jie)水制氢产业发展。截至2025年，我国已经(jing)建立起电解(jie)水制氢设备产业链，国产碱(jian)性电解(jie)槽具有极高性价比，已出(chu)口海外。展望未来，碱(jian)性电解(jie)、质(zhi)子膜电解(jie)、固(gu)体氧化物电解(jie)等电解(jie)水制氢技术将给氢能(neng)领域技术创新带来活力。

在基于(yu)氢—电相(xiang)互转(zhuan)化的新型零碳能(neng)源体系(xi)中，来自可再生能(neng)源的绿(lu)电是主体，但(dan)绿(lu)氢也(ye)必不可少。一方面，人类生存和(he)发展还需要大量物质(zhi)材料和(he)燃料，绿(lu)氢与碳结合可以(yi)通过碳循环方式满足这些需求；另一方面，绿(lu)氢与氮结合，也(ye)能(neng)以(yi)氮循环方式满足人类对除氢能(neng)以(yi)外新型零碳燃料的需求。

绿(lu)氢如何大规模商业化发展

绿(lu)色氢能(neng)在能(neng)源转(zhuan)型与新能(neng)源革命中具有战略价值(zhi)，由此催生了“氢能(neng)热”，与此同时，我们也(ye)需要冷思考。绿(lu)色氢能(neng)取得规模化商业价值(zhi)并非易事(shi)。由于(yu)绿(lu)色氢能(neng)“生产—运输—储存—利用”的链条长、环节多，每个环节还有多种选择，仅仅是燃料电池和(he)制氢技术的突破并不能(neng)打通整个氢能(neng)技术链和(he)产业链。如何实现绿(lu)色氢能(neng)的大规模商业化，是技术突破后的“下一步”。

一方面，可以(yi)余电制氢。简单来说，电是可再生能(neng)源的直接利用形式，而氢能(neng)是间接利用形式，所以(yi)氢是终极燃料但(dan)不是终极能(neng)源。绿(lu)氢来自绿(lu)电，随(sui)着风电、光(guang)伏大规模发展，电有可能(neng)会过剩，因此余电制氢潜力很大。

另一方面，还可以(yi)采取多能(neng)互补(bu)的方式。电和(he)氢具有各自优势和(he)局限，为(wei)了实现绿(lu)氢利用的经(jing)济性，需要氢电融合发展。氢电融合发展不仅仅包括氢和(he)电，还需要融合储和(he)热，实行“光(guang)—储—氢—电—热”一体化。

此外，还可以(yi)因地制宜(yi)、场景(jing)驱动(dong)。储氢技术多元，没(mei)有标准答案，需要根据具体场景(jing)进行合理选择。例如，光(guang)伏、风电过剩时，煤电调峰电厂也(ye)需要减少负荷，煤电低负荷灵活性调节的难点是锅炉燃烧不稳定，而高品(pin)质(zhi)氢燃料正(zheng)好满足这一需求。如果附近有煤化工基地，氢可以(yi)作为(wei)原料与煤提供的碳源合成各种化工产品(pin)。附近的零碳产业园还可以(yi)用氢发电作为(wei)备用机组，同时用制氢和(he)氢发电的废热通过热泵(beng)供暖，提高氢能(neng)应用的经(jing)济性。

(作者为(wei)中国科(ke)学院院士、国际氢能(neng)燃料电池协会理事(shi)长)

链接

燃气轮(lun)机换(huan)上“氢心脏(zang)”

我国自主研发的30兆瓦级纯氢燃气轮(lun)机及(ji)氢储能(neng)示范项目前不久取得突破——机组实现纯氢发电并保持稳定运行。项目融合风电、光(guang)伏、电解(jie)水制氢系(xi)统，构建了“绿(lu)电制绿(lu)氢、绿(lu)氢再发电”的能(neng)源转(zhuan)化模式。

纯氢燃气轮(lun)机可以(yi)理解(jie)为(wei)将传统的燃气轮(lun)机换(huan)上“氢心脏(zang)”，具备快(kuai)速启停及(ji)响应、调节时间尺度广、调节功率范围宽等优势。与同功率火力发电机组相(xiang)比，该纯氢燃气轮(lun)机一年可减少碳排放超过20万吨，联合循环一小时发电量4.8万千瓦时，可满足约5500个家庭一天的用电需求。未来，纯氢燃气轮(lun)机技术有望在分(fen)布式能(neng)源、工业园区综合供能(neng)、绿(lu)色数据中心备用电源等场景(jing)应用。

(本(ben)报记者 丁(ding)怡婷)

南(nan)极有个能(neng)抗冻的神奇电池

在中国南(nan)极秦岭站，有一种能(neng)抵御严寒的神奇电池——由国家电投国氢科(ke)技研发的“氢腾”燃料电池。这种电池是站内新能(neng)源微电网的重要一员。

在微电网运行中，当风光(guang)发电条件(jian)较(jiao)好时，多余的电力可用来制氢，通过存储氢气实现储能(neng)；风光(guang)发电条件(jian)不好时，通过氢燃料电池将氢气转(zhuan)换(huan)为(wei)电能(neng)和(he)热能(neng)，可为(wei)站区提供约2.5小时、最大150千瓦的供电。

相(xiang)比于(yu)传统化石燃料发电，“氢腾”燃料电池每发1千瓦时电，可节约400克标准煤，减少约1千克二氧化碳排放。更酷的是，它可以(yi)像(xiang)拼积(ji)木一样灵活组合、模块(kuai)化扩展，功率能(neng)从50千瓦扩展到(dao)几十兆瓦。它也(ye)特(te)别耐用，设计(ji)寿命可达(da)4万小时。氢燃料电池在南(nan)极秦岭站的稳定运行，证明它即使在极端低温(wen)下也(ye)靠得住(zhu)。

接下来，“氢腾”燃料电池还将走(zou)进更多地方：为(wei)社区和(he)工业园区供能(neng)，成为(wei)电厂、数据中心、医院的应急电源，这个神奇电池会在越来越多场景(jing)里助力降碳减排，让(rang)我们的用能(neng)方式更清(qing)洁、更高效。

(本(ben)报记者 李 蕊)

《 人民日报 》( 2026年03月21日 06 版)