“双碳”变革中,浙江如何练好“氢功”
创始人
2025-07-14 14:01:46
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专家简介:

郑津洋,中国工程院院士,浙江大学氢能研究院院长、博士生导师,国家重点基础研究发展计划(973计划)首席科学家,浙江省特级专家,教育部长江学者特聘教授,国际氢能协会规范标准专委会主席,国际标准化组织氢技术委员会(ISO/TC 197)特别顾问,全国氢能标准化技术委员会副主任委员。获国家科技进步奖一等奖1项、二等奖2项,省部级科技一等奖6项。

“双碳”变革中,浙江如何练好“氢功”

——访中国工程院院士、国际氢能协会规范标准专委会主席郑津洋

■ 本报记者 章忻 王妍妍

2025年是《巴黎协定》达成10周年,也是中国提出碳达峰、碳中和目标5周年。作为人类赖以生存和发展的重要物质基础,能源是推进碳达峰、碳中和的主战场。习近平总书记指出:“加快构建清洁低碳安全高效的能源体系,是我国能源革命的主攻方向。”如何理解能源转型的重要性,构建清洁低碳安全高效的能源体系有哪些着力点,氢能作为助推经济绿色低碳转型的引擎之一有哪些优势,在发展氢能产业上浙江又该如何发力?为此,本报记者近日在浙江省科学技术协会主办,三门县委、县政府承办的“之江院士讲坛”上,采访了中国工程院院士郑津洋。

能源转型是我们自己要做且必须做的事

记者:2014年,习近平总书记创造性地提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略。在此指引下,我国能源转型取得了哪些重要成就?对于我国经济社会发展来说,能源转型为何如此重要?

郑津洋:自从人类文明诞生以来,如何探索利用新能源以及开发新的能源应用技术,始终是推进文明进步的关键一环。大约50万年前,直立人学会了控制和利用火,也是人类历史上第一次意义重大的能源进步。自此,人类先后开发和利用了煤炭、石油、天然气、水力、太阳能、风力等能源,每一次新能源的开发利用和技术突破,都极大地促进了生产力的提高和文明的进步。

尤其是近代以来,能源对于国家和地区经济发展的影响愈加明显。比如,18世纪的英国就凭借丰富的煤炭资源,生发了近代史上最重要的能源革命,发明和应用了高效利用煤炭的蒸汽机,推动人类社会进入工业文明时代;19世纪末,内燃机、汽车工业兴起,石油成为“工业血液”,加之电力的广泛使用,人类进入了第二次工业革命。那些能源丰富及能源技术创新领先的国家和地区,其经济增长速度往往更快。

化石能源在成为推进人类经济社会发展引擎的同时,也带来了资源枯竭、气候变化、地缘政治冲突等问题。世界气象组织发布的报告显示,近几十年来,西南太平洋的海平面上升幅度和海洋表面温度增幅均高于全球平均水平,极端高温、特大暴雨这类极端天气事件,呈现大幅增长态势。减少温室气体排放,应对全球气候变化,推动能源绿色转型势在必行。

习近平总书记提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略,即能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命,全方位加强国际合作,旨在实现能源绿色低碳转型,为推动高质量发展夯实基础。自新中国成立以来,我国在能源领域取得了长足进步,逐步构建起囊括煤炭、石油、天然气、核能、水电、风能、太阳能等多元能源的供给体系,已成为世界上最大的能源生产国和消费国。特别是党的十八大以来,中国对能源高质量发展提出新要求,致力于大力提升非化石能源的可靠替代能力,同时发挥化石能源的支撑调节作用,加快构建多元清洁、安全韧性的能源供给新体系。

截至2023年底,我国风电、光伏发电装机规模较10年前增长了10倍,清洁能源发电装机占比达到58.2%,且新增清洁能源发电量在全社会用电增量中的占比超过一半。在“双碳”目标的引领下,“十四五”期间,单位GDP能源消耗4年累计降低11.6%,相当于减少了11亿吨二氧化碳排放量。

虽然我们在能源转型上取得了巨大成就,但也面临着一些挑战和问题。能源短缺是中国无法回避的客观现实。2024年中国原油和天然气的对外依存度分别为71.9%和40.9%。同时,中国仍处于并将长期处于社会主义初级阶段,能源现状仍是产业结构偏重、能源结构偏煤,而且工业化、城镇化尚未完成,未来一段时间能源需求还将继续增长。这表明,中国能源向低碳转型还面临着一定的难度和压力。

“中国推进能源转型,不是别人让我们做,而是我们自己要做;也不是能不能做,而是必须做”,《中国的能源转型》白皮书中的这句话掷地有声。无论是推动我国经济高质量发展,还是为全球绿色发展贡献力量,能源转型都是中国长期应做且必做的事情。

氢能是推动“双碳”变革的新引擎

记者:党的十八大以来,习近平总书记亲自指导推动能源革命,强调“要科学规划建设新型能源体系,促进水风光氢天然气等多能互补发展”。氢能作为我国未来能源结构的重要组成部分,是推动能源终端绿色低碳转型的关键载体,也是国家重点发展的战略性新兴产业。在氢能领域深耕多年,您认为它在推动“双碳”变革中将起到什么样的作用?

郑津洋:氢能是指氢和氧进行化学反应释放出的化学能。氢单位质量能量密度高,燃烧的产物是水,被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。

相较于其他能源,氢能有三个显著特性:一是来源多样,水电、太阳能等通过电解水都可转化为氢能;二是能量密度高,氢气单位质量的热值约是煤炭的4倍、汽油的3倍、天然气的2.6倍,这意味着相同质量的氢能可提供更多的能量,有利于能源高效利用;三是无碳清洁,氢气燃烧的唯一产物就是水,不产生二氧化碳、氮氧化物等污染物,这对于缓解温室效应具有重要意义。

正是由于氢能自身拥有的独特性,它在推进能源绿色低碳转型中将发挥关键作用。首先,发展氢能可以保障能源安全。氢是多样的,既有天然氢,也有人造氢。人造氢的来源多元化,比如,可以从煤、天然气等化石能源制氢,也可以从风能、太阳能等可再生能源制氢,也能通过生物质热化学法和生物法制氢,这在一定程度上能缓解能源短缺的情况,保障能源安全。

其次,氢能是实现“双碳”目标的新引擎。氢能不仅多样,也“多彩”。根据不同的制取方式,氢能可分为绿氢、灰氢、蓝氢等。其中绿氢是最为重要的,它通过风能或太阳能等可再生清洁能源发电,再利用这些清洁电能,以电解水方式制取氢气。绿氢在制取过程中基本不产生温室气体,是目前氢能发展的主要趋势。目前,绿氢正成为清洁能源转型的重要一环。2023年,我国建成投产了首个万吨级光伏发电直接制绿氢项目——新疆库车绿氢示范项目,每年可生产2万吨绿氢,每月可减少二氧化碳排放48.5万吨。

第三,氢能能够有力支撑可再生能源的规模发展。目前,我国正加快在沙漠、戈壁滩、荒漠及深远海建设大型可再生能源基地。能源的供给主要集中在西北地区和深远海,而约70%的消费则集中在东南部,存在明显的供给和消费区域错位。为解决这种错位,需要实现大规模远距离能源输送以及有效储能。然而,风能、太阳能等可再生能源具有间接性和不稳定性。利用特高压输电输送基荷电力,剩余电力就地制氢,通过管道外送可实现可再生能源的规模输送和存储,也为大规模储能提供了重要的技术途径。

第四,氢能可以催生一系列新兴产业。1874年,“现代科幻小说之父”儒勒·凡尔纳就说过:“有朝一日,水将被用作燃料,构成水的氢和氧,单独或一起使用,将提供取之不尽的热与光,其强度是煤炭无法做到的。”目前,氢能已经逐步应用到交通运输、发电、冶金等领域。氢能催生的一系列产品和产业,有利于实现“零”碳排放,高品质的低碳产品在未来也更具有市场竞争力。

总体而言,氢能在“双碳”时代下的战略地位无可替代,尽管短期面临着如何实现可再生能源低成本、大规模制氢等难题,但是从长远来看,氢能的发展非但不会昙花一现,反而是潜力巨大,一旦大规模产业化应用后将会显著加速能源转型。近年来,全世界都在积极探索绿色、低碳、可持续的能源解决方案。截至2024年底,全球公布氢能战略的国家和地区已超50个,主要国家和地区的氢能政策由战略规划转向推动实施落地,欧、美、日进一步提高了氢能产业发展目标。而中国作为全球最大的能源消费国,已将氢能产业视为未来能源转型的重要方向。《中国氢能发展报告(2025)》显示,2024年,中国氢能全年生产消费规模超3650万吨,位列世界第一。截至2024年底,全球可再生能源制氢项目累计建成产能超25万吨/年,中国占比超50%,已逐步成为全球可再生能源制氢及相关产业发展的引领国家。

浙江应从五个方面入手练好“氢功”

记者:如您所言,氢能在新能源体系中有望扮演关键纽带角色。《中国氢能发展报告(2025)》指出,“中国的氢能产业正从试点探索逐步进入有序破局的新阶段”。您认为,下一步怎样推进氢能产业的发展,浙江又该如何发力?

郑津洋:由于氢能涉及“制储输用”多个环节,是链条式发展的系统工程,不能只发展单个环节。比如说建设了一条很长的输氢管道,但若没有源头、没有用户端,管道建出来也无法发挥作用。因此,氢能的发展需要时间,也需要多方配合。浙江是“绿水青山就是金山银山”理念的发源地,也是服务“双碳”战略的排头兵。近年来,浙江已出台多项政策规划推动氢能产业发展,氢能“制储输用”全产业链正在形成,氢能储输和极端条件氢安全技术特色鲜明、优势明显,但也存在创新能力待提升、基础设施待完善、应用场景待拓展等问题,氢制备、氢储能、氢发电等领域还未出现具有国际影响力的氢能产业链龙头企业。

我认为,浙江要练好“氢功”,需要从以下五个方面入手。一是强化氢能核心技术自主创新。加快突破低碳氢大规模低成本制备、安全高效氢储存和输配、低成本氢能多元应用等氢能关键核心技术,鼓励深远海风电制氢、低成本大规模氢能储存和输送等原始创新,探索与工业、交通、建筑等深度融合发展的新模式,形成既有追赶又有原创的创新体系。

二是打造国家级氢能科技创新平台。加大对氢能全省重点实验室等省级平台支持力度,大力推进氢能领域高水平科技创新平台建设。支持高校、企业、科研院所共建氢能前沿交叉研究平台,组建氢能创新联合体,打造产学研用融合创新模式,整合行业优质创新资源,充分利用氢能储输特色优势,争创氢能储输技术和装备国家级创新平台。

三是实施氢能基础设施完善工程。借鉴国内外氢能发展“基础设施先行”经验,抢抓国内“新基建”建设布局的机遇期,加大氢能基础设施投资建设力度。统筹规划覆盖全省、布局完善的加氢网络,逐步构建多元化的氢能储运体系,适当超前谋划氢能海外输入登陆站和大规模氢能储存设施。

四是推进氢能示范应用多元化。有序推进掺氢天然气、氢燃料电池公共交通车辆等的示范应用。鼓励可再生能源制氢技术研发应用。依托未来社区、美丽园区建设,实施氢燃料电池热电联供示范工程。探索氢燃料动力船舶和飞行器等领域的创新应用。

五是制定浙江省氢能产业中长期发展规划。统筹氢能产业发展布局,加大对可再生能源规模制氢、管道输氢、氢储能等方面的支持力度,优化升级以氢能汽车和加氢站建设为重点的氢能产业规划,尽快出台浙江省氢能产业中长期发展规划,提出用氢端支持政策。

(本期栏目协办单位:浙江省科学技术协会)

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