2024年，25院士论氢，探讨氢能商业化运行模式

中国氢能产业经过近3年的示范，下游氢车产业基本完成了“0-1”的突破：关键技术完成攻关、降本速度远超预期；上游氢气制造装备产业正在蓬勃发展。整体看，氢能产业链逐步完善、供氢体系初步建成、管理体系已现雏形。现阶段氢能产业的关键任务是从小规模示范走向规模化示范，探讨商业化运行模式和构建基础设施网络体系。毋庸置疑，2024年，中国正在以“领跑者”身份引领着全球氢能产业的变革。见微知著，以下是2024年1-10月，氢云链整理国内25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供大家参考（排名不分先后）。

01衣宝廉院士：预计2030年前后燃料电池轿车进入寻常百姓家

氢源成本降至30元/公斤以下时才能与油车竞争！只有当氢源成本降至每公斤30元以下，燃料电池汽车才可能与传统燃油车在市场上真正一决高下。衣院士强调，实现无补贴燃料电池车商业化，必须解决两大核心问题：一是大幅度降低燃料电池发动机的成本，二是削减加氢站的建设与运营成本。通过技术创新、国产化和规模化生产，我们有望将燃料电池车的成本降低到与锂离子电动车相当的水平，最终与燃油车形成直接竞争。这是一个关乎未来能源转型的战略性任务，衣宝廉院士的见解为我们揭示了实现这一目标的关键路径。预计2030年前后燃料电池轿车进入寻常百姓家。

02雷宪章院士：电解水制氢是光伏、风电就地消纳的一个核心手段

氢能发展有两个底层逻辑，一是氢能作为未来能源重要的补充，更多的是替代化石能源的燃烧属性和大型离网动力属性， 二是发展的氢能实际上是绿氢。“我们的电解水制氢，它更多针对在发展光伏、发展风电过程中要就地消纳的一个核心手段。把废的电变成另外一种形式的能源，这个能源就是氢，把氢能储存起来就能形成电氢耦合协调，建设新型能源系统。”四川发展氢能潜力巨大，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，助力实现双碳目标、推动川渝氢能产业协同发展。

03欧阳明高院士：预计2030年，绿氢的规模将达到500-1000万吨

氢储能的应用范围很广泛，储能的需要越来越大，长周期储能主要靠氢储能。中国在氢能核心技术方面，主要是燃料电池和电解槽方面已经取得重大的技术突破，但还要继续优化升级，尤其是燃料电池的耐久性还需提高。“预计2030年，绿氢的规模将达到500-1000万吨（作为参考：欧盟届时目标是1000万吨），我们要以绿氢低成本为源头，以多源头商业化应用来拉动，带动绿氢全产业链发展。”

04干勇院士：先利用好1000亿度废电、1000万吨工业副产氢

能源结构的转换和优化有两条路径：一是不可再生的化石能源被可再生的绿色能源替代；二是高碳向低碳过程的过渡。目前氢能的利用，特别是在汽车燃料电池上实现了应用的突破。“在制定整个氢能发展的国家战略中，要利用好现在弃光、弃风、弃水这1000亿度电，包括优先利用好1000万吨工业副产氢，这“两个1000”我们要用好。同时，在重型柴油车密集的港口地区，从物流或重卡起步，以建立氢能体系为基础，解决当前的雾霾或环境紧迫问题。当然，我们也要加快研发好氢燃料电池，把成本降下来、功率提上去，提高运行质量。”

05毛宗强院士：把氢能作为突破口保障能源安全、推动能源体系转型

“把氢能作为关键突破口，对保障能源安全、推动能源体系转型的同时促进经济社会可持续发展具有重要意义。”“在多个领域中，氢能的参与至关重要，甚至非‘氢’不可。”在清洁能源中，氢既可作为工业原料也可作为能源载体，且来源广泛、清洁无污染、安全性可控，是化石能源向清洁能源过渡的绝佳枢纽。

06李灿院士：氢能和作为“液态阳光”的甲醇将成为新的储能形式

“可再生能源要大规模发展，就需要‘化学能’。用储能的技术把波动的电能稳定下来，对解决可再生能源的波动性、间歇性意义重大。”“可再生能源发电的规律与制氢的规律吻合的非常好，用制氢技术可以很好的解决可再生能源的储能以及弃光弃风问题。”“氢能和作为‘液态阳光’的甲醇，将成为新的储能形式，解决可再生资源间歇性的问题，同时解决边远地区难以上网的可再生能源弃风、弃光、弃水的问题，还将成为除特高压输电之外，另一种规模化输送能源的途径。”

07彭苏萍院士：氢能发展是一个区域、一个产业链问题

发展氢能要抓住六个应用场景。一是氢电耦合，消纳可再生能源，提高可再生能源占比。二是煤气化燃料电池技术应用。三是氢(泛氢)能源耦合煤化工、石油化工，实现碳中和。四是氢(泛氢)燃料重卡等领域应用。五是氢(泛氢)燃料电池船舶应用。六是氢冶金应用。“为了实现氢能的全面发展，不应局限于绿氢，还应考虑包括蓝氢在内的多种形式。国内目前氢能干得好的地区不是绿氢资源最好的地方，而是工业发展较好的地方，因为氢能发展是一个区域、一个产业链问题。”

08叶思宇院士：“规模化＋先进技术＋与低成本／清洁电”的集成系统才能实现电解水制氢的商业化目标

在“双碳”背景下，氢能作为能源技术革命创新行动之一，在碳减排及能源结构转型中发挥着至关重要的作用。与传统化工燃料相比，氢能具有高含能特性、高能源转化效率及碳零排放三大优势。叶院士强调，燃料电池研发与产业化是一个系统工程，从上游的催化剂、质子交换膜等材料的研发，到膜电极结构、性能设计，再到终端的应用，整个过程中涉及到多层次、多产业链、多学科的配合。因此，燃料电池关键材料研发和产业化在燃料电池大规模商业化中起着至关重要的作用。现阶段功率密度、寿命、电堆及其关键材料及其制造仍急需大幅度提升。在电解水制氢方面，叶院士指出，“规模化＋先进技术＋与低成本／清洁电”的集成系统，才能实现电解水制氢的商业化目标。

09陈学东院士：氢气储运是氢能产业链重要瓶颈问题

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。

10郭烈锦院士：氢能产业的需求规模实际上是数十万亿级别，投资长远收益巨大

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。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。发展氢能经济有两个关键突破点：一是颠覆现有能源结构的低价格；二是环境友好型的生产方法。

11谢和平院士：海水直接制氢有望开辟氢能源技术和产业化新赛道

海水电解制氢是未来能源体系重要发展路径。传统海水间接制氢技术先淡化后制氢，依赖复杂的海水淡化工艺和设备，占用面积大、投资成本和工程难度高。自20世纪70年代初期，科学界便开始探索海水直接电解制氢的可能性。在过去几十年中，包括美国斯坦福大学、法国国家科学研究中心、澳大利亚阿德莱德大学、中国科学院在内的多个国际知名研究机构，通过催化剂设计、膜材料科学等策略，对海水直接电解制氢中的氯离子干扰、钙镁盐沉淀以及催化剂失活等关键难题进行了深入研究。

12凌文院士：解决清洁能源很重要的思路是氢，氢能是能源清洁化发展的重要方向

“解决清洁能源很重要的思路，是氢。”氢能开发与利用是能源清洁化发展的重要方向。在优化能源系统方面，氢能作为一种二次能源，可实现多异质能源跨地域和跨季节的优化配置，形成可持续高弹性的创新型多能互补系统；在提高能源安全方面，发展氢能源配合燃料电池技术，有助于大幅度降低交通运输业的石油与天然气等的消费总量，降低二者对外依存度；在提高可再生能源利用率、促进能源革命方面，氢作为能源互联媒介，可通过可再生能源电力制取，通过氢气的存储或气体管网的运输，实现大规模的储能及调峰，实现电网和气网的耦合，增加电力系统灵活性。

13丁文江院士：用镁合金来解决氢能储运，对中国而言有着天然的优势

“用镁合金来解决氢能储运，对中国而言有着天然的优势。中国的镁资源丰富，占全世界镁资源的50%左右，不需要进口。到目前为止，中国金属镁产量约占世界的90%。中国可以充分利用优势资源，结合技术创新，推动氢能产业迈上新台阶。”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。

14常焜院士：光能转换为氢能的技术开发，光解水制氢技术可使成本降低到7.8元/公斤

“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。”从未来前景规划来看，光伏和风电包括新能源转换的看法有两条路线，一是现有路线，光伏风电配相对安全的水系储能，这个过程尽量加氢氧分离，这样可以使得能量效率最大化，而且这套体系在未来的加氢站上用最合适不过了，本身就要电解水产生氢气，同时产生的电力配这样体系可能会更好一些；二是太阳光直接制氢，经过氢氧分离，与制氨工业进行更有效地结合，对绿色生态和永续发展做出贡！光解水制氢技术可使成本降低到7.8元/公斤。

15杨春和院士：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。

16管晓宏院士：氢赋能分布式零碳智慧能源系统

"能源电力系统绿色化势在必行，经济储能技术是利用可再生新能源的关键，也是为未来算力系统和通信系统提供绿色能源的基础；氢能赋能的供电、多能储能、转换和互补的控制优化，能够实现局域能量平衡，保证系统经济性，构建市场可复制的分布式零碳能源系统；氢赋能分布式零碳智慧能源系统，将可能深度改变能源结构，为未来分布式数据中心、高速通信站点提供零碳能源，实现以绿色、分布、市场为标志的能源革命。

17黄其励院士：氢电协同为新型能源系统提供有力支撑\电-氢-碳耦合处于探索阶段

"通过电-氢-碳耦合的方式，新能源电力为主要能量来源，以水、空气和煤电排放的二氧化碳等为原料，实现电、氢、氨、醇联产。目前，电-氢-碳耦合处于探索阶段，是具有前瞻性、基础性和开拓性的科学问题，涉及电力系统、优化控制、材料学、热能工程、化工和海洋等多学科。"整个链条不同环节的研究进展和技术水平区别较大，例如其中涉及的电制氢、储氢、新型储能技术进展迅速，但经济性还有待提升；碳捕集及利用技术还处于工程示范阶段，受限于经济性尚未大规模推广；合成氨、合成甲醇等技术已经较为成熟，广泛应用于化工行业，但与新能源电力相结合还需要提高其适应性和柔性；燃煤掺氨发电、氢燃气轮机等技术处于试验示范阶段。

18孙世刚院士：氢能电化学关键技术挑战及其研究

在8月25日举办的上海会议上，中国科学院院士孙世刚在题为《氢能电化学关键技术挑战及其研究》的主旨发言中表示，氢能电化学关键技术包含电解水制绿氢和氢燃料电池，设计和开发高活性、高稳定性的催化剂是推进其快速发展的关键，其中非贵金属催化剂是重要的研究前沿。孙世刚指出，目前利用可持续能源电解水制氢已经成为新热点，也是未来的必走之路。同时他建议，产业界要开展原创性基础研究，探索新原理、发现新机制、构建新体系，是氢能持续发展的动力和源泉。

19徐春明院士：双碳战略下绿电氢技术发展、氢能是绝对的主角、热点

在5月29日举办的中关村论坛上，中国科学院徐春明院士围绕双碳战略下绿电氢技术发展进行主题发言。双碳战略下GDP的增长和对能源的依赖是一个刚性关系，任何经济发展都必须依靠能源的输入。我国能源消费总量随着我们经济的快速发展，必然还会快速增加。但是能源的消耗不一定意味着二氧化碳的排放，我们用绿电、绿氢就是无碳的能源，这也是一个基本的关系。从长远来看，能源的结构调整是根本，过程中我们当前其实很大的压力是来自于二氧化碳：怎么在短时间内使得二氧化碳排放控制，同时还要对二氧化碳实行处置，就变得尤为重要。因此，现在氢能成为了绝对的主角、热点。

20张锁江院士：从产能端、用能端和碳汇端“三端”发力

在5月20-23日举办的2023大湾区科学论坛上，张锁江指出工业碳减排是重中之重，需从产能端、用能端和碳汇端“三端”发力，通过技术变革实现碳中和。张锁江院士分享了三个领域低碳技术的最新进展。首先是工业低碳技术，工业领域里面最主要的行业是钢铁、有色、化工和建材，这一体系的“低碳化”是要将原来生产所用的热碳驱动改成电氢驱动，将原来用碳还原的过程全部改成用氢还原；第二是能源低碳变革。在氢能的发展上，当前合成氨排放约2亿吨的二氧化碳，占我国总碳排约2%。将来，可以利用可再生能源通过电解水制出“绿氢”，氢气再与空气膜分离获得的氮气通过电热催化合成氨，以降低碳排放；第三是碳捕集利用技术，即用物理化学方法把二氧化碳捕集起来，作为原料再与氢结合，通过热、光、电及生物转化的方法来合成化学品及材料，比如合成乙醇等，真正实现“变废为宝”。

21张跃院士：打造钢铁工业低碳发展的“氢动能”

张跃院士表示，钢铁行业是我国碳减排的主战场，构建基于氢冶金技术路线的冶金新生态，将加速钢铁工业绿色转型。“氢能是理想的清洁能源，是面向国家重大战略需求、破局全球‘碳中和’问题的关键。国内绿氢市场需求规模陡增，预计到2060年，电解水制绿氢需求将达1亿吨，占国内氢能市场总量的80%以上。”

张跃院士说，绿氢较灰氢与蓝氢碳排放优势显著，但当下绿氢价格居高不下，制氢电耗仍是制约其替代传统灰氢的主要瓶颈。目前，碱性电解水制氢技术是绿氢中国市场的主体技术路线，碱性电解槽需求正以‘中国速度’爆发式增长，大型绿氢碱性电解槽示范项目已高频放量。预计到2030年，碱性电解槽市场规模将超千亿元。可以说，绿氢关键装备的发展突破是氢能市场高速发展的核心保障。

22包信和院士：实现碳中和目标，大力发展氢能是关键

2050年左右电气化可能覆盖60%的领域，但还有40%左右的领域不能电气化。要实现碳中和目标，可再生能源是核心，大力发展氢能是关键。“电解水制氢一定是必经之路，要绿色一定要这样做。”包信和强调。电解水制氢也有不同路线，最早是通过碱性电解槽，但在特定应用场景中，质子交换膜的优势日渐明显，其市场渗透率预期会逐步扩大。电解水制氢未来发展的关键问题有两个，一是提高效率，二是降低电价。“氢的价格与电价是耦合的。估计到2050年进步以后，电解水制氢就能达到12、13块一公斤的价格。”届时其经济性会优于煤气化制氢。基于我国目前的产业及能源结构，一下子把化石能源取代不太可行，未来我国一定会走上一条可再生能源和化石能源的融合发展之路。一方面大力发展绿电、绿氢等绿色能源，另一方面把降低化石能源耗能、减少二氧化碳排放的问题妥善解决。

23郑南峰院士：氢能上接电，下接万物，以基础研究支撑绿氢产业高质量发展

发展可再生能源是保障我国能源安全的重要战略，随着可再生能源大规模高比例发展，利用可再生能源直接电解水制氢（绿电可离网制氢）不仅可促进可再生能源的大规模利用，还可大幅降低绿氢成本、实现绿氢制备全生命周期零碳足迹，对我国发展绿色化工意义重大。氢能上接电，下接万物，绿氢被寄予了厚望，但是光停留在理论研究层面是完全不够的，实现绿氢产业落地的执行方是企业，对于绿氢产业而言需要建立起产业生态。

24曹湘洪院士：积极发展绿氢产业，是我国实现“双碳”目标的重要战略措施

“未来，氢燃料电池汽车将具备替代柴油车、汽油车的潜力，成为氢能产业发展的重要趋势之一。”在中国工程院院士曹湘洪看来，以氢燃料电池汽车为主，结合绿氢制甲醇、绿氢冶金、绿氢供电供热等多种应用场景，积极发展绿氢产业，是我国实现“双碳”目标的重要战略措施，也是逐步改变我国能源结构的社会系统工程。

25刘科院士：绿色甲醇就是广义氢能

刘科还指出，液体能够成为人类最佳的能源载体的另一个原因是运输成本低且可以长期储存。绿色甲醇把风能、太阳能和劣质煤结合起来。如果将来燃料电池真正发展，绿色甲醇就是广义氢能，就是氢的常温、常压储用载体。电动车为了保证600公里的续航，必须扛着600公斤的电池来回跑，这是对人类能源的浪费。他建议，把600公斤电池减到120公斤，车上装续航50公里的“塑料桶”（形容电池储电）和小型的绿色甲醇增程器，比如从深圳跑长沙，可以用电把这个“桶”加满，边走边充，不需要建那么多快充站。

编辑：风氢扬 校对：氢氢我心 审核：氢云小仙女

来源：氢云链

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