“氫能利用是未來能源的必然趨勢(shì)，盡管存在挑戰(zhàn)，但這是可持續(xù)發(fā)展的必由之路?！?月22日，在2026年貫徹落實(shí)全國兩會(huì)精神中工智庫沙龍上，福州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長、中國工程院外籍院士張久俊圍繞“碳中和下氫能的發(fā)展與電解水制氫：現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)、展望”這一主題，分享了他對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)的深刻洞察。

碳中和：大國責(zé)任與能源轉(zhuǎn)型的必然選擇

張久俊首先從碳中和的概念切入。他指出，碳中和是指國家、企業(yè)或個(gè)人在一定時(shí)間內(nèi)直接或間接產(chǎn)生的二氧化碳排放總量，通過使用零碳或低碳能源取代化石燃料、植樹造林、節(jié)能減排等形式實(shí)現(xiàn)正負(fù)抵消，達(dá)到相對(duì)“零排放”。2020年9月，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論上宣布，中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。這既是大國責(zé)任的體現(xiàn)，也是一項(xiàng)莊嚴(yán)承諾。

實(shí)現(xiàn)碳中和主要有三條路徑：一是通過碳補(bǔ)償機(jī)制，如植樹造林、購買可再生能源憑證；二是使用低碳或零碳排放技術(shù)，利用風(fēng)能、太陽能等可再生能源替代化石燃料；三是通過碳交易機(jī)制，用經(jīng)濟(jì)手段平衡碳排放。張久俊強(qiáng)調(diào)，在這一大背景下，發(fā)展綠色能源、推動(dòng)綠色轉(zhuǎn)型、培育新質(zhì)生產(chǎn)力，已成為中國產(chǎn)業(yè)升級(jí)的必然選擇。

氫能：可持續(xù)發(fā)展的終極能源載體

張久俊指出，以氫氣或液氫為主要能源載體的氫能經(jīng)濟(jì)，是可持續(xù)發(fā)展的必然方向。他援引國際氫能源委員會(huì)發(fā)布的《氫能源未來發(fā)展趨勢(shì)調(diào)研報(bào)告》預(yù)測(cè)，到2050年，氫能源需求將是目前的10倍；預(yù)計(jì)到2030年，全球氫能燃料電池乘用車將達(dá)到1000萬至1500萬輛。

為什么氫能如此重要？張久俊從多個(gè)維度進(jìn)行了分析。首先，化石能源帶來的環(huán)境污染已對(duì)人類可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成威脅——全球約18億輛燃油車（中國約4億輛）排放的二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等污染物，引發(fā)了諸多社會(huì)問題。其次，太陽能、風(fēng)能、水電能等可持續(xù)能源雖然清潔，但存在間歇性和不穩(wěn)定性，而氫能恰恰可以成為這些能源的“儲(chǔ)能載體”，通過電解水制氫將間歇電能儲(chǔ)存起來，實(shí)現(xiàn)能源的跨時(shí)空調(diào)配。

氫能優(yōu)勢(shì)明顯，挑戰(zhàn)不容忽視。張久俊列舉了五大難題：氫的制備、存儲(chǔ)及利用技術(shù)尚不完善；氫氣價(jià)格相對(duì)較高；氫氣在室溫下任何壓力下都難以液化，儲(chǔ)存密度受限；氫氣作為最小分子極易泄漏，甚至能穿透金屬罐體；氫的低能點(diǎn)火特性和寬燃點(diǎn)范圍（空氣中濃度17%至70%即可爆炸）帶來安全風(fēng)險(xiǎn)。

盡管如此，他認(rèn)為氫能的無污染、來源廣泛、利用形式多樣、可儲(chǔ)能、安全性相對(duì)較好等優(yōu)勢(shì)，使其仍是未來能源的必然選擇。

氫的制備：電解水制氫是未來主方向

在制氫方面，張久俊指出，2017年全球氫氣產(chǎn)量中96%來自化石燃料，電解水制氫僅占4%，成本是化石燃料制氫的兩倍多。但隨著我國《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》的推進(jìn)，到2030年中國氫產(chǎn)量將達(dá)每年500萬噸，2060年將達(dá)1億噸，其中電解水制氫占比將達(dá)80%。

電解水制氫利用水和太陽能、風(fēng)能等清潔電力，取之不竭、用之不盡，既能通過制氫儲(chǔ)存間歇電能，又可利用低谷電實(shí)現(xiàn)能源存儲(chǔ)，產(chǎn)物氫氣純度高達(dá)99.999%以上。但當(dāng)前也面臨催化劑活性與穩(wěn)定性不足、能量效率偏低（低于50%）、成本高等挑戰(zhàn)。張久俊認(rèn)為，提高催化劑性能是降低電解池電壓、提升能量效率的最重要途徑，目前金屬鎳及合金、貴金屬及氧化物、鈣鈦礦型氧化物、尖晶石型氧化物等都是重點(diǎn)研究方向。

氫能應(yīng)用：燃料電池是終極動(dòng)力之一

在氫能利用環(huán)節(jié)，張久俊介紹了氫內(nèi)燃機(jī)和氫燃料電池兩條技術(shù)路線。氫內(nèi)燃機(jī)直接燃燒氫氣，但受卡諾循環(huán)限制能量效率低于50%，且會(huì)產(chǎn)生氮氧化物污染；氫燃料電池則將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，能量轉(zhuǎn)換率可達(dá)60%至80%，污染少、噪聲小、裝置靈活，是更優(yōu)選擇。

關(guān)于氫燃料電池汽車的發(fā)展，張久俊認(rèn)為加氫站建設(shè)是當(dāng)前最大障礙。目前全球加氫站約400座，中國約80座，而建一座日輸出200至300公斤氫氣的加氫站需投資1000萬至2000萬元。他建議優(yōu)先發(fā)展對(duì)加氫站依賴度較低的大型商用車和重卡，再逐步推廣家用車。同時(shí)，氫氣的安全性也不應(yīng)成為顧慮——?dú)錃獾谋芰績H為汽油的二十二分之一，且擴(kuò)散迅速，碰撞安全性已通過國家標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證。

張久俊指出，盡管面臨諸多挑戰(zhàn)，但氫能作為未來能源的必然趨勢(shì)，必須大力發(fā)展。當(dāng)前應(yīng)重點(diǎn)解決氫的經(jīng)濟(jì)性制備、儲(chǔ)存及大規(guī)模運(yùn)輸問題，同時(shí)提高大眾對(duì)氫能安全性的認(rèn)識(shí)。他特別強(qiáng)調(diào)，氫能發(fā)展要“穩(wěn)中求進(jìn)”，穩(wěn)妥推進(jìn)，切忌冒進(jìn)。未來，隨著制氫、儲(chǔ)運(yùn)、應(yīng)用全鏈條技術(shù)的持續(xù)突破，氫能必將在碳中和時(shí)代扮演更加重要的角色。