张久俊

可再生能源的间歇性和波动性特征，决定了其大规模利用必须配套高效的能源存储与转化手段。张久俊指出，氢作为连接可再生能源与终端用能的关键载体，战略价值正加速显现。将部分绿电转化为氢气进行储存和灵活利用，既能有效平抑可再生能源波动，又能为工业、交通等领域提供清洁能源支撑。他以氢气、液氢为主要能源载体的氢能经济为切入点，指出这是可持续发展的必然选择，而电化学能源储存与转换技术将在氢能利用中发挥核心作用。

从应用结构看，当前氢能仍主要作为工业原料使用，用于合成氨、炼油和煤炭加工等领域，燃料电池等能源化应用占比还很小。张久俊认为，未来十年需要显著提升氢能在交通、分布式发电等终端能源消费中的比例，推动氢能从工业原料向能源载体加速转变。

氢能的高能量密度是其最具竞争力的底层优势。张久俊列出一组对比数据：氢气的能量密度达140.4兆焦每千克，约为汽油的3倍。高能量密度是新能源技术产业化的重要基础，也是氢能在重载交通、规模储能等领域具备不可替代性的核心支撑。但他同时提醒，氢能大规模产业化仍面临储运环节的突出瓶颈——氢气在常规条件下无法液化，气态运输效率偏低；作为最小分子，氢气极易穿透金属材料造成泄漏，对储运装备和安全管理提出很高要求。

氢的制备是氢能产业链的源头环节，也是决定氢能经济性的关键变量。张久俊介绍，目前氢气制备主要有两大路径：一是碳氢化合物高温裂解制氢，即传统化石能源制氢；二是电解水分解制氢。前者虽技术成熟、成本相对较低，但受制于碳排放和资源不可再生属性，已不符合我国氢能产业绿色低碳发展的政策导向。后者以水为原料、以绿电为驱动，是未来氢能供应的核心方向。

从战略节奏看，制氢路线将呈现清晰的演进路径。张久俊判断，短期仍以天然气制氢作为过渡，中长期重点发展利用太阳能、风能等可再生能源电力的电解水制氢、太阳能-高温电解水制氢以及太阳能-催化直接分解水制氢等更高效技术。这一判断与我国可再生能源装机的快速增长形成呼应——当绿电成本持续下行，电解水制氢的经济性窗口将加速打开。他强调，电解水制氢是氢能利用最重要的前置环节，其效率提升与成本下降，将直接决定氢能产业规模化的速度与质量。

电解水制氢是当前技术攻关最为集中的领域。张久俊系统梳理了六种主流电解水制氢技术路线，包括碱性隔膜电解（ALK）、质子交换膜电解（PEM）、阴离子交换膜电解（AEM）、高温固体氧化物电解（SOEC）、氯碱电解以及光催化电解，并从能量效率维度进行了横向比较。

据张久俊介绍，低温离子交换膜电解水制氢（PEM和AEM）能量效率可达80%至90%，是目前最具发展潜力的技术方向；氯碱电解能量效率为65%至80%；高温固体氧化物电解为45%至75%；碱性隔膜电解为30%至50%；光催化电解目前效率最低，仅在10%至28%之间。

张久俊进一步分析，PEM和AEM技术路线具有多重优势：无需使用腐蚀性电解质，安全性更高；产氢纯度高、电耗低；电解槽既可制氢，也可用于燃料电池发电，具备双向应用潜力。但这一技术路线同样面临严峻挑战。PEM电解槽阳极需使用贵金属铱作为催化剂，铱资源稀缺、价格昂贵，直接推高系统成本；AEM阴离子交换膜的耐久性尚待提升；膜与电极之间的接触损伤、系统腐蚀以及整体成本偏高等问题，均需通过材料创新和工艺优化加以解决。

催化剂与膜材料是降本增效的关键突破口。张久俊指出，发展高效电解水催化剂是提高电解水制氢能量效率、降低成本的主要方向。目前实用化催化剂主要包括金属镍及镍合金、贵金属及贵金属氧化物、钙钛矿型氧化物和尖晶石型氧化物等。其中，镍基催化剂主要用于碱性电解槽，贵金属催化剂用于酸性体系，钙钛矿和尖晶石型氧化物则是前沿研究的重要方向。通过材料创新降低铱等贵金属用量、提升非贵金属催化剂的性能和寿命，是推动电解水制氢成本下降的核心路径。

将视野从制备环节延伸至终端应用，张久俊对氢能交通的产业化前景作出审慎而积极的判断。他认为，以化石能源为主的能源体系不可持续，发展以氢能为代表的可再生能源是必然选择。在新能源汽车领域，氢能燃料电池是电动车的终极动力电源之一，未来新能源汽车中氢燃料电池与锂电池将形成优势互补格局。

对于氢能的安全性，张久俊认为需要科学看待。他解释，氢气燃烧速度快，但爆炸能量释放相对集中，在燃料电池碰撞测试中氢系统表现较为可靠。在技术规范和安全管理到位的前提下，氢能的安全性不构成产业化障碍。

在电解水制氢之外，张久俊还前瞻性地分享了更具颠覆性的技术方向——水的直接光分解产生氢气。这一技术路线通过在水中加入催化剂，利用太阳光直接分解水产生氢气，省去电解环节，是人类面向未来的重大科研课题。如果光催化分解水制氢的效率能从目前的不足1%提升至3%左右，就具备全面产业化的基础。目前，福州大学化学院相关团队已实现0.8%至1%的光转化效率，这一方向值得长期关注和持续投入。

面向氢能交通的规模化应用，张久俊最后将氢能燃料电池产业攻坚重点归结为三个方向：降低燃料电池成本、提高耐久性、加快加氢站建设。这三大方向，既是当前氢能燃料电池产业从示范走向规模化的核心关卡，也是技术创新与产业协同最需要集中突破的着力点。在他看来，电解水制氢的效率提升与成本下降，将与终端应用的规模化形成双向牵引，共同决定氢能产业从技术验证走向商业闭环的速度与质量。