3月28日，在2026中關(guān)村論壇年會(huì)北控集團(tuán)專場(chǎng)活動(dòng)上，中國(guó)工程院院士、中國(guó)石油大學(xué)(北京)原校長(zhǎng)張來(lái)斌表示，氫能作為清潔低碳的二次能源，是我國(guó)未來(lái)能源體系的重要組成部分。當(dāng)前，我國(guó)電解水制氫產(chǎn)能與裝備制造能力已居全球領(lǐng)先地位，但氫能全產(chǎn)業(yè)鏈在制備、存儲(chǔ)、運(yùn)輸及終端應(yīng)用等環(huán)節(jié)仍面臨諸多安全技術(shù)瓶頸。為此他建議，針對(duì)氫能全生命周期安全運(yùn)維與風(fēng)險(xiǎn)管控，微觀上要明確氫能設(shè)備材料氫致失效機(jī)理，提出管材及關(guān)鍵設(shè)備輸氫適應(yīng)性評(píng)價(jià)方法，宏觀上要加速構(gòu)建氫產(chǎn)業(yè)鏈“風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估—故障監(jiān)測(cè)—早期預(yù)警”的安全保障技術(shù)框架，助力實(shí)現(xiàn)世界氫工業(yè)安全與應(yīng)急保障技術(shù)強(qiáng)國(guó)目標(biāo)。

　　制氫：光伏綠氫安全風(fēng)險(xiǎn)待研究　海上風(fēng)電制氫成重要場(chǎng)景

　　張來(lái)斌院士介紹說(shuō)，我國(guó)是全球最大的產(chǎn)氫國(guó)，但受技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性制約，當(dāng)前仍以煤制氫、天然氣制氫為主，近八成氫氣來(lái)自化石能源。隨著風(fēng)電、光電的快速發(fā)展，可再生能源的波動(dòng)性與間歇性問(wèn)題日益突出，氫氣作為二次能源可充當(dāng)能量?jī)?chǔ)存載體，從而極大地推動(dòng)了電解水制氫技術(shù)的進(jìn)步。

　　他表示，可再生能源驅(qū)動(dòng)的綠氫，正在成為未來(lái)可持續(xù)能源發(fā)展的重要方向，無(wú)論是耦合風(fēng)電還是光電，“綠電制綠氫”技術(shù)都展現(xiàn)出巨大潛力。生物質(zhì)制氫也吸引了大量學(xué)者的關(guān)注，因其具有節(jié)省儲(chǔ)能投資成本和減少能源轉(zhuǎn)換損耗等優(yōu)點(diǎn)，是值得期待的補(bǔ)充路徑。此外，我國(guó)首口天然氫氣科學(xué)探井“金氫科探1井”在內(nèi)蒙古錫林浩特安快物流園區(qū)正式開(kāi)鉆，標(biāo)志著我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展邁出了重要的一步。

　　不過(guò)，綠氫之路并非一帆風(fēng)順，尤其是光伏綠氫的安全風(fēng)險(xiǎn)仍待系統(tǒng)研究。這類項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模大、工藝技術(shù)新，現(xiàn)有成熟工程案例較少。在新能源波動(dòng)電力場(chǎng)景下，如何實(shí)現(xiàn)柔性制氫，并向下游煉化企業(yè)連續(xù)、穩(wěn)定供氫，仍然是一道難題。更關(guān)鍵的是，新興的安全風(fēng)險(xiǎn)尚未得到系統(tǒng)性認(rèn)知，如裝備的關(guān)鍵故障模式、退化與失效機(jī)理，將是未來(lái)研究的重點(diǎn)。

　　與此同時(shí)，海上風(fēng)電制氫正迅速崛起，成為綠氫生產(chǎn)的重要場(chǎng)景。我國(guó)擁有漫長(zhǎng)的海岸線和強(qiáng)大的大國(guó)重器制造能力。截至2024年年底，我國(guó)海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量已達(dá)41.27吉瓦，連續(xù)4年位居全球第一。全球已公布的電解水制氫項(xiàng)目中，海上風(fēng)電項(xiàng)目占比接近一半。

　　然而，海上制氫的技術(shù)研究深度仍然不足，缺乏成熟的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。海洋環(huán)境帶來(lái)的高濕、高鹽霧、強(qiáng)腐蝕等苛刻條件，對(duì)制氫裝備和安全防護(hù)技術(shù)提出了全新挑戰(zhàn)。

　　儲(chǔ)氫：高壓儲(chǔ)氫面臨挑戰(zhàn)　地下儲(chǔ)氫快速興起

　　在整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈中，儲(chǔ)氫仍是制約氫能供應(yīng)鏈與低碳轉(zhuǎn)型的核心瓶頸。張來(lái)斌院士指出，理想的儲(chǔ)氫技術(shù)應(yīng)具備五大特征，包括高能量密度、高充放速率、安全性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

　　其中，物理儲(chǔ)氫因其回收率高、再生熱低、可逆性強(qiáng)、釋氫速度快等優(yōu)勢(shì)，成為燃料電池系統(tǒng)與車載應(yīng)用中極具前景的方案。但“優(yōu)等生”也有短板，首先是氫脆與腐蝕問(wèn)題，在反復(fù)充裝過(guò)程中，儲(chǔ)氫設(shè)備材料塑性下降、脆性增加。其次是液氫保溫層失效風(fēng)險(xiǎn)，一旦保溫層破損，儲(chǔ)罐內(nèi)部的液化氫將快速氣化，體積瞬間膨脹近千倍，可能引發(fā)劇烈爆炸。此外，臨氫零部件、管路和儲(chǔ)罐長(zhǎng)期暴露在高壓氫氣環(huán)境中，會(huì)造成局部塑性下降，威脅整個(gè)儲(chǔ)氫系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

　　地下儲(chǔ)氫則成為大規(guī)模儲(chǔ)氫的“潛力股”?！暗叵聝?chǔ)氫是近年來(lái)快速興起的大規(guī)模儲(chǔ)氫方式，具有規(guī)模大、成本低、儲(chǔ)存周期長(zhǎng)、安全性高等優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)氫氣長(zhǎng)周期穩(wěn)定儲(chǔ)存的理想途徑?！睆垇?lái)斌院士介紹說(shuō)。

　　地下儲(chǔ)氫包括多種形式，有鹽穴儲(chǔ)氫、含水層儲(chǔ)氫、襯砌硬巖洞儲(chǔ)氫及枯竭油氣藏儲(chǔ)氫等。張來(lái)斌院士指出，我國(guó)在天然氣地下儲(chǔ)庫(kù)方面已有豐富經(jīng)驗(yàn)，為地下儲(chǔ)氫提供了重要借鑒。

　　然而，地下儲(chǔ)氫仍面臨一系列亟待解決的技術(shù)難題：一是儲(chǔ)庫(kù)圍巖的蠕變與應(yīng)力結(jié)構(gòu)變化，會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)庫(kù)容積衰減；二是氫氣與巖石、殘余流體之間的物理化學(xué)反應(yīng)，如微生物還原、礦物溶解等，可能影響儲(chǔ)層物性及氫氣純度。此外，地下儲(chǔ)氫庫(kù)與常規(guī)天然氣儲(chǔ)庫(kù)在儲(chǔ)層特征、運(yùn)行方式、監(jiān)測(cè)手段等方面具有相似性，但針對(duì)氫氣本征特性開(kāi)展儲(chǔ)氫庫(kù)安全保障技術(shù)研究仍十分必要，尤其是井筒完整性失效、地質(zhì)活動(dòng)及裂隙發(fā)育導(dǎo)致的儲(chǔ)氫庫(kù)密封性失效，應(yīng)作為未來(lái)研究的重點(diǎn)方向。

　　輸氫：管道氫脆是重大威脅　微滲漏監(jiān)測(cè)亟待突破

　　氫氣輸運(yùn)方式主要包括長(zhǎng)管拖車、液氫罐車和管道輸送。其中，管道輸送可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長(zhǎng)周期、低成本的穩(wěn)定輸運(yùn)，是最核心的輸氫方式。當(dāng)前，我國(guó)天然氣管道摻氫輸送已進(jìn)入示范驗(yàn)證與技術(shù)攻關(guān)的關(guān)鍵階段。多地已建成示范工程，摻氫比例正逐步提升，并實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行。

　　“出于經(jīng)濟(jì)性考慮，全球超過(guò)50%的天然氣管道擬改造用于摻氫或純氫輸送，但無(wú)論是純氫管道還是摻氫管道，均面臨管道氫損傷這一重大安全威脅。”張來(lái)斌院士指出。

　　氫致開(kāi)裂是首要問(wèn)題，氫氣分子在管材表面解離后，氫原子會(huì)“鉆”進(jìn)鋼材的晶格中，導(dǎo)致材料的延展性和斷裂韌性雙雙下降，疲勞裂紋加速擴(kuò)展。摻氫比例也要重點(diǎn)關(guān)注，混合氣體中氫分壓會(huì)直接影響管道和設(shè)備的運(yùn)行安全、事故風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)乃至氣體的燃燒狀態(tài)。特別值得注意的是，在低摻氫比例、短期試驗(yàn)中，氫氣對(duì)管材性能影響有限，但當(dāng)摻氫比例升高、面臨交變壓力與疲勞載荷時(shí)，問(wèn)題就暴露出來(lái)了——高強(qiáng)管線鋼(如X70、X80及以上)的多相組織，加上焊接接頭的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，仍然存在顯著的氫相容性問(wèn)題。

　　此外，氫氣天生具有密度低、擴(kuò)散系數(shù)大、分子尺寸小的特點(diǎn)。這意味著，一旦摻氫天然氣管道出現(xiàn)微小泄漏，氫氣會(huì)迅速“鉆出”，極難察覺(jué)。更麻煩的是，氫氣的可燃極限寬、最小點(diǎn)火能低、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?。因此，摻氫天然氣管道?duì)泄漏監(jiān)測(cè)提出了比常規(guī)管道更為嚴(yán)苛的技術(shù)要求：高靈敏、高可靠、分布式、智能化，缺一不可。

　　未來(lái)的微滲漏預(yù)警監(jiān)測(cè)技術(shù)，將朝著多模態(tài)傳感融合、全域分布式感知、AI自主預(yù)警、數(shù)字孿生聯(lián)動(dòng)的方向發(fā)展。目標(biāo)很明確：實(shí)現(xiàn)ppb級(jí)的靈敏度、毫秒級(jí)的響應(yīng)速度，并具備復(fù)雜環(huán)境下的適應(yīng)性，真正做到“微漏先知”。

　　用氫：統(tǒng)一加氫站安全標(biāo)準(zhǔn)　補(bǔ)齊應(yīng)急保障技術(shù)短板

　　在氫能終端應(yīng)用環(huán)節(jié)，加氫站是連接“制儲(chǔ)輸”與“用”的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。我國(guó)在這一領(lǐng)域交出了一份亮眼的成績(jī)單：截至2025年12月底，國(guó)內(nèi)已累計(jì)建成各類加氫站600多座，占全球總數(shù)約40%，連續(xù)多年位居世界第一。2025年12月，國(guó)內(nèi)首座商用液氫儲(chǔ)運(yùn)—加注一體化站投運(yùn)，標(biāo)志著液氫在重型交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)實(shí)質(zhì)性突破。與此同時(shí)，我國(guó)加氫站技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從跟跑到并跑的跨越，主流工作壓力由35兆帕升級(jí)至70兆帕，核心設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率超90%，關(guān)鍵部件自主可控且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)驗(yàn)證，可靠性與耐久性顯著提升。

　　然而，亮眼的數(shù)據(jù)背后，安全問(wèn)題不容忽視。張來(lái)斌院士表示，在液氫終端環(huán)節(jié)，低溫安全技術(shù)短板依然突出，超低溫密封、高效保冷、泄漏防溢散及全過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)管控這些關(guān)鍵裝備與核心技術(shù)尚未完全突破。氫能終端安全標(biāo)準(zhǔn)與驗(yàn)證體系也急需完善。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)缺少統(tǒng)一的安全評(píng)價(jià)、檢測(cè)認(rèn)證與運(yùn)維規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)體系不健全、技術(shù)要求不統(tǒng)一，難以支撐氫能終端的規(guī)?；茝V。此外，應(yīng)急保障技術(shù)體系亟待升級(jí)，大型城市的加氫站、氫能公交、氫能重卡等終端用能設(shè)施，一旦發(fā)生故障、泄漏等突發(fā)事件，極易演化為城市復(fù)合災(zāi)害鏈，從氫氣泄漏到火災(zāi)爆炸，從交通癱瘓到次生環(huán)境災(zāi)害，對(duì)公共安全帶來(lái)嚴(yán)重影響。因此，急需形成面向城市終端能源的多災(zāi)種耦合風(fēng)險(xiǎn)協(xié)同應(yīng)急決策支持體系，切實(shí)筑牢氫能應(yīng)用的“最后一道防線”。