作为能源，，氢的优势极度凸起。。。一是，，氢元素散布宽泛，，约占宇宙物质总量的81.75%，，在地球水体中储量丰硕；；二是，，氢气的点火热值高，，是汽油的3倍、、、酒精的3.9倍、、、焦炭的4.5倍；；三是，，氢气点火的产品只有一种——水。。。起源丰硕，，能量密度高，，清洁无传染，，集三重优势于一身，，在提倡绿色发展的今天，，氢能源的开发与利用受到前所未有的器重。。。

近年来，，我国氢能技术及产业急剧发展：：：首列氢能源市域列车实现达速试跑，，海水直接制氢技术在福建海试成功，，《氢能产业发展中持久规划（2021—2035年）》《氢能产业尺度系统建设指南（2023版）》等陆续推出……氢能作为清洁能源，，为经济社会发展注入强劲动力，，也成为深受关注的科技话题。。。

既是清洁能源，，也是“多彩”能源

氢元素并不等于氢能源。。。从人类利用氢能的广义角度来看，，太阳质量的72%是氢，，它几十亿年来通过持续不休的热核聚变，，把氢中的能量转换成光能，，源源不休地投递地球，，驱动地球上的物质循环与能量循环，，生长了地球上的性命。。。而我们日常出产生涯中用到的氢能，，重要是氢和氧进行化学反映开释出的化学能。。。

数百年来，，人类从未终场对低能耗、、、低成本氢能制取技术的索求。。。由于地球上的氢元素只占地球总质量的0.76%，，其中氢单质，，也就是氢分子的赋存更是极其稀少，，所以人类无法像勘探开采石油和煤炭那样等闲找到“氢矿”，，而要通过科技伎俩来制取氢气。。。19世纪后，，氢燃料动力火箭把人类带入瑰丽的太空，，氢燃料电池技术的出现则让“氢—电”直接转换成为可能。。。直到今天，，科学家仍在致力将地球上的太阳能、、、风能、、、海洋能等可再生能源，，再度转化为氢这一清洁、、、高密度的能源大局。。。

氢能是“多彩”的。。。凭据分歧制取方式，，氢能可分为绿氢、、、灰氢、、、蓝氢、、、紫氢、、、金氢等。。。其中，，灰氢来自煤炭制氢、、、天然气制氢、、、工业副产氢气，，属于直接制氢，，成本较低，，但必要亏损煤、、、天然气等化石能源，，会产生大量二氧化碳。。。目前，，灰氢产量约占全球氢气产量的九成以上。。。蓝氢则是在灰氢基础上，，将制备过程中排放的二氧化碳副产品捕获、、、利用和封存，，越发环保。。。紫氢是利用核能进行大规模电解水制氢。。。近年来，，地质学家还发现了金氢，，它由地下水与地下橄榄石（一种呈绿色的镁铁硅酸盐）等矿物相互作用，，使水被还原为氧气和氢气。。。在这一过程中，，氧气与矿物中的铁结合，，氢气则逃逸到周围的岩石中，，并利用地下矿石的石化过程不休再生氢气。。。金氢因其地质贮藏勘测和开采难度极大，，目前尚未得到充分开发利用。。。

最为重要的绿氢，，是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。。。绿氢在制取过程中根基不产生温室气体，，是目前氢能发展的重要趋向。。。放眼世界，，绿氢成为列国清洁能源转型的重要一环，，不少国度出台了有关政策，，激励建设大规模绿氢供给链。。。2023年8月，，我国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全面建成投产，，每年可出产2万吨绿氢，，削减二氧化碳排放约48.5万吨。。。

创新“开采”方式，，向海洋要氢

进入21世纪，，氢能利用场景越发宽泛。。。从汽车到船舶，，从工厂到家庭，，氢能呈此刻社会出产生涯各个方面，，不少大型城市起头兴建加氢站等基础设施，，氢能源技术与产业得到大规模推广。。。中国作为氢能出产大国和使用大国，，有力推动氢能发展。。。在交通领域，，2022年我国氢能源汽车保有量初次突破万辆，，预计到2025年有望增至10万辆。。。

在旺盛的需要疏导下，，绿氢制取的成本大大降低。。。目前，，绿氢重要通过电解水来制取，，成本的80%来自电解过程的能耗。。。凭据工作道理、、、温度以及所用电解池资料的分歧，，电解水制氢可分为碱性电解水、、、质子互换膜电解水、、、高温固体氧化物电解水3类。。。碱性电解水技术成熟度较高，，拥有成本优势，，是现有大规模绿氢工程项主张重要规划。。。质子互换膜电解水技术效能高于碱性电解水，，系统集成单一，，但必要使用贵金属铂、、、铱等作为催化剂，，目前设备成本约为碱性电解水的3倍，，将来需通过新型催化剂的开发和膜电极制备技术的发展提升性价比。。。高温固体氧化物电解水技术，，则是在500—800摄氏度高温下，，将电能和热能转化为化学能（氢能），，氢气被高效地分离出来，，被以为是理论效能最高的电解水制氢技术。。。综合来看，，发展新型电解质资料、、、提高关键资料寿命、、、优化工作温度成为电解制氢技术的发展方向。。。

新的制取方式也在开发中。。。其中，，海水直接电解制氢技术和海优势电技术备受关注。。。将来绿氢的大规模出产，，与风能、、、太阳能等可再生能源相耦合是关键。。。出格是在海优势电发展迅速，，海水资源颇为丰硕（地球水资源总量的97%）的布景下，，利用海水直接电解制氢技术和海优势电技术向海洋要氢，，成为绿氢制取的重要方向。。。这就像在大海上建起一座座“氢矿”，，产出的绿氢可直接通过海上油气管道等进行远距离运输，，提供了大量氢能。。。

实现海水直接制氢的设想，，要迈过不少技术门槛。。。电解海水制取氢有两种方式：：：一是淡化海水至纯水再制氢，，技术复杂、、、成本高，，难以规；；霾；；二是海水直接电解制氢，，难点在于海水成分复杂，，对设备中的催化剂、、、电极、、、隔阂要求很高。。。经过持久攻关，，我们尝试用物理力学步骤，，在一种透气不透水的“膜”作用下，，把海水里的水汽“抽”出来，，断绝海水中的杂质离子，，从而使水汽成为电解制氢用的“纯水”，，向电解液补水。。。2022年11月，，这一成就颁发在《天然》杂志，，后被科技部评为2022年中国科学十猛进展之一。。。将来，，海水直接制氢有望启发氢能源技术和产业化新赛道。。。

储用结合，，丰硕利用伎俩

解决了氢能的起源和制取成本问题，，就要思考若何把氢能投递各类利用场景并创新氢能利用方式。。。贮存和运输，，始终是人类能源利用的技术课题。。。氢气密度小、、、易点火，，因而储运成本高，，存在安全风险，，持久以来影响着氢能利用。。。为此，，科学家们正尝试将氢转化为易储易运的氨或甲醇，，进而实现绿氢大规模利用。。。好比，，以经典的哈伯—博施工艺借助氮气及氢气制取氨气，，或利用新兴的电化学常压低能耗合成氨技术，，实现“氢氨融合”，，丰硕了化肥、、、工业等传统用氨行业及绿氨掺混发电、、、绿色船用燃料等下游新兴领域的能源供给。。。别的，，利用绿氢和二氧化碳合成绿色甲醇，，也能实现氢能整体的全周在即零排放。。。目前全球市场对绿色甲醇、、、绿氨、、、生物柴油等绿色清洁液体燃料需要巨大，，有关产业总产能有待进一步提高，，绿色清洁液体燃料远景辽阔，，有望成为更具经济性的绿氢消纳利用新蹊径。。。

除了作为化工原料（如石油炼化、、、合成氨、、、合成甲醇）和工业工艺气体（如钢铁、、、半导体行业还原剂）等传统使用方式外，，绿氢还能够作为能源、、、燃料来使用。。。氢燃料电池是目前被宽泛看好的氢能利用路线。。。氢燃料电池汽车具备零排放、、、零传染、、、无噪声、、、补充燃料快、、、续航能力强等优势。。。2022年北京冬奥会期间，，超过1000辆氢能源汽车投入使用，，并建设了30多个加氢站，，这是迄今为止氢燃料电池汽车在全球最大规模的集中示范运营。。。

在新技术加持下，，氢能交通工具能够实现风、、、光、、、水到氢再到水的“无碳物质闭环”，，组成绿色发展的一次次清洁能量循环。。。好比氢能源市域列车，，以每天500公里里程计，，每年约莫可削减10余吨二氧化碳排放。。。将来，，氢能大巴、、、氢能重卡、、、氢动力船舶、、、氢动力无人机等都可能出现，，氢能交通工具也有望与其他新能源交通工具一道，，构筑城乡发展的运力网络。。。

瞻望将来，，在实现“双碳”指标的过程中，，氢能源将在交通、、、工业、、、构筑、、、电力、、、国防、、、航空航天等领域阐扬更大作用。。。这必要科研工作者和一线企业共同致力，，开发氢能制取、、、贮存、、、运输、、、利用等一系列新技术。。。时不我待，，元素周期表上的第一个名字，，还有很多奥秘期待我们去索求发现。。。