2026年政府工作報告提出，培育氫能、綠色燃料等新增長點。由此，綠色燃料在實驗室探索、示范工程和產業討論之外，進一步進入政策視野。

綠色燃料并不是憑空出現的新概念。綠色氫能、綠色甲醇、綠色氨、可持續航空燃料(SAF)以及電轉液(PtL)燃料等，都可納入這一范疇。與此同時，合成氨、甲醇合成、費托合成等反應和工藝已有漫長的發展歷史。

在“雙碳”的大背景下，這些并不“年輕”的反應和工藝，給學術界和產業界帶來了哪些新機遇，又提出了哪些新挑戰?

近日，在中國科學院學部主辦的“綠色氫氨醇燃料”科學與技術前沿論壇上，來自能源、化工、材料、交通等領域的120多位專家學者，展開了深入討論。

氫為樞紐，助力碳中和

“燃料本身沒有顏色，關鍵在于合成原料和合成方法是不是綠色。”中國科學院院士包信和在論壇總體報告中指出，當今能源體系是一個多能融合體系，化石能源、可再生能源、核能等共同向終端用戶提供熱、電和液體燃料。

面向未來，可再生能源發電占比將持續提高，但風電、光伏等可再生能源具有波動性。如何高效消納綠電，并將其轉化為熱能和綠色燃料，正在成為化學、能源和工程技術領域的重要課題。

在此過程中，氫能扮演著關鍵角色。它兼具能源和原料屬性，不僅可以燃燒放熱，也能作為還原劑參與化學反應，將可再生能源轉化后引入交通、工業、化工等難以直接電氣化的領域。“氫能是實現碳中和的關鍵。”包信和強調。

這也是綠色氫氨醇燃料的基礎邏輯，即先把綠電轉化為綠氫，再由綠氫與碳源、氮源等結合，形成不同類型的綠色燃料。換言之，氫是中間樞紐，甲醇、二甲醚、合成油、氨等則是不同場景下的能源載體。

其中，甲醇屬于碳基燃料，具有較成熟的化工基礎和應用場景。從綠色角度看，甲醇不僅需要綠氫，還需要綠色碳源。碳源從哪里來、是否足夠低碳、如何核算和認證，都會影響綠色甲醇的真實“含綠量”。

對此，包信和認為可以優先考慮“藍色”碳基燃料，即以煤炭等化石能源燃燒過程中捕集的二氧化碳作為碳源，制備過程中使用了碳捕集與封存(CCS)、碳捕集利用與封存(CCUS)等技術。

氨的邏輯則有所不同。由于不含碳，液氨作為燃料具有天然的低碳優勢。但如何在更溫和條件下高效合成氨、低能耗分解氨、安全高效燃燒、控制氮氧化物排放等問題，同樣是當前發展面臨的挑戰。

中國工程院院士徐南平指出：“膜反應器技術有可能在較低溫度、較低壓力條件下實現氨的工業生產，但仍需攻克膜材料制備、流程優化設計等一系列問題。”

這種多線并行的方式，也展現了綠色燃料發展的多種可能路徑。具體使用哪種燃料，則應結合發展階段、資源條件和應用場景作出判斷，重點考量含氫量、能量密度、碳排放、成本和終端使用方式等因素。

跨過成本這道門檻

綠色燃料要想大規模應用，成本是繞不開的話題。以綠甲醇為例，其成本中超過三分之二來自制氫過程，而氫氣價格又高度依賴電價。粗略估算，電價乘以50再加5元，約等于每公斤氫氣價格。

與會專家認為，跨過成本門檻，并不意味著簡單追求最低價格，而是要在安全、低碳和經濟性之間找到可持續的平衡點。同時，還需要通過政策引導、認證體系建設和市場機制設計等方式分擔早期成本。

“降成本不僅僅是效益問題，更是能源轉型的必要條件。”徐南平舉例說，新能源汽車和光伏發電都經歷了從補貼推動到成本下降，再到市場接手的過程。綠色氫氨醇燃料也必須經歷類似過程。

“從經濟性與技術可行性綜合考量，氫經濟將沿著工業脫碳、低碳交通和長時儲能這三大路徑協同發展。”中國科學院院士鄭南峰認為，綠氫成本正逼近規模化應用的關鍵拐點，應進一步從全生命周期制氫成本的角度進行剖析。

他特別提醒，并非所有環節的成本都越低越好。在實際工程中，不能只盯著催化劑、膜電極或單臺設備價格，而要看整個系統能否長期穩定運行。“比如，電解槽在綠氫生產成本中占比不高，但直接影響著工藝放大過程中的效率和可靠性。”

中國科學院院士孫立成把綠氫成本問題指向了更具體的技術環節。“陰離子交換膜電解水制氫有望擺脫對貴金屬催化劑的依賴，從而降低成本。但前提是進一步攻克膜的傳導性、穩定性和機械強度等關鍵問題。”

中國科學院院士徐銅文對此表示贊同，并補充指出，陰離子交換膜材料的穩定性應在真實應用場景下考察。“一些膜材料在實驗條件下可以保持較長穩定性。但進入電堆后，除了膜本身的性能，催化劑、電極界面等均會影響膜的實際使用壽命。”

中國工程院院士聶紅介紹，航空煤油短期內難以被電或氫直接替代，生物航煤是航空業減碳的重要途徑。但隨著未來用量增加，必須持續降低成本。目前，全球已開發多條SAF技術路線，中國也在推進多路線并行。但無論采取哪條路線，最終都要回到原料可獲得性、技術成熟度、產品收率和經濟性的判斷。

從技術優勢走向規則主動

如果說成本決定綠色燃料能否落地，規則和標準則決定中國能不能在未來產業競爭中占據主動。

“發展綠色氫氨醇燃料，首先要掌握話語權，制定相關標準，在此基礎上規劃發展路線圖。”活動現場，中國科學院院士段雪的觀點得到不少專家呼應。

近年來，我國圍繞未來能源開展了一系列工作，在基礎研究、產業布局和市場培育等方面均已具備一定基礎。但在部分領域，相關工作仍主要參照歐洲標準體系推進。

包信和舉例，歐洲在碳捕集路徑上強調直接空氣捕集方案，但中國完全可以結合自身能源結構和產業實際，在煤炭燃燒等過程中直接捕集二氧化碳。

中國工程院院士丁文江也提到，國內長期存在一種崇尚歐美標準和先例的評價慣性。“我曾在多個場合介紹我們團隊的工作，但不少人得知歐美及日本均無先例后，便對這款產品失去了興趣。”丁文江表示，“由中國主導的標準體系建設十分重要，但標準真正站穩腳跟，還要依靠市場反饋、供需關系調整和實踐驗證。”

某種程度上，誰定義“綠色”，誰制定認證規則，誰掌握碳足跡核算方法，誰就可能在未來綠色燃料產業競爭和國際貿易中占據主動。

“綠色燃料發展不僅需要生產技術，還需要儲運、加注、安全環保等配套標準。比如上海港想建設用于未來船舶燃料加注的氨罐和庫區，但由于缺少相應標準，實際推進受到了制約。”為此，中國工程院院士黃震呼吁，“加快建設適合我國國情的綠色燃料標準與認證體系，包括生產技術規范、儲運、加注、安全、環保標準等。”

當然，成本要降下來，規則要立起來，最終仍要回到科學問題和工程問題。低溫電解體系制氫、廉價且規?；G色碳源獲取、低成本高效率電催化合成氨等來自產業界的問題，正是當前能源領域基礎研究需要重點發力的方向。

目前，包信和正在推動長三角綠色燃料(綠氨)科技和產業創新示范區建設。示范區瞄準航運綠色燃料和數據中心綠色電源，聚焦可再生能源高效制氫、生物質制綠色燃料、高效氨合成與利用、直接氨燃料電池及碳足跡標準建設等方向，聯合高校、研究機構和企業力量，破解當前產業發展瓶頸。

中國科學院院士謝在庫提醒，發展綠色燃料必須從系統工程角度考慮。“科學家是重中之重，但只有科學家是不夠的。”他說，科學家、政府、企業、資本和政策環境需要形成“五位一體”的合力。