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教授孙波与国家燃料电池技术创新中心副主任潘凤文合作，在Nature Communications发表了题为“Economic and environmental competitiveness of multiple hydrogen production pathways in China”的研究论文。山东大学博士生范光瑶为论文第一作者。
氢能是一种来源丰富的二次能源，在中国年产能已突破5000万吨。当前产业格局显示，81%的氢气仍依赖化石燃料（煤和天然气）生产，电解水制氢占比仅为1%。目前关于多种制氢路径经济和环境竞争力的研究主要集中于国家层面的宏观分析，且多针对单一类型的电解水制氢系统，缺乏对各省资源禀赋差异和系统结构特征的深入考量。
该研究确定了中国31个省四种电解水制氢系统的平准化成本和生命周期碳排放，并与煤制氢、天然气制氢和工业副产氢进行了比较。研究结果表明，并网电解水制氢系统仅在部分省份具有低碳优势，分时电价可提高其经济竞争力。离网电解水制氢系统可以实现近零碳排放，但需要额外投资以配置更大容量的储电和储氢。到2045-2050年，离网电解水制氢将成为最具成本效益的制氢路径，通过实施特定的碳减排激励措施或生产补贴，这一里程碑可提前5-15年实现。在此之前，工业副产氢将成为氢能开发的可行替代方案。
图1 四种电解水制氢系统
这些发现为中国的制氢战略部署提供了重要启示，建议采取区域差异化和分阶段推进的方式。近期内，应优先通过工业副产氢来建立市场基础，特别是在东部沿海省份，如山东、江苏和浙江，这些省份拥有成熟的工业基础设施和大量的氢需求。可在青海、西藏、四川和云南等地区战略性地部署并网电解水制氢系统，同时启动离网电解水制氢系统的示范。从长远来看，离网电解水制氢系统可在全国范围内部署，需要提供有针对性的补贴和政策支持才可以加快实现经济可行性。
图2 多种制氢系统的发展路径
上述研究得到了国家重点研发计划“氢进万家”科技示范工程的资助，潘凤文副主任和孙波教授分别为“氢进万家”二期和三期项目首席科学家。在山东省科技厅的支持下，项目着力打造可复制可推广的氢能产业发展“山东模式”，致力于实现“交通出行联万家、氢能热电进万家，智慧融通保万家”的目标。
原文链接：//www.nature.com/articles/s41467-025-59412-y
