
撰文| 郝雨涵
编辑| 张 南
设计| 荆 芥
“目前全国有200多家燃料电池企业,盯着这3000多套电堆。”阳氢集团创始人,原上海汽车集团副总裁、总工程师程惊雷向《轩辕科技评论》形容道。
2025年,氢燃料电池汽车产业全线遇冷,堪称氢燃料电池汽车的“祛魅元年”。

就在这样的关键时刻,2025年10月底,国家《“十五五”规划建议》首次将氢能与核聚变能等列为未来产业,与量子科技、生物制造、脑机接口等并列,纳入未来产业第一梯队;
同时,国家还坚持氢能在交通运输领域的重要应用方向是新能源汽车的技术路线之一,与纯电动、插混协同发展、多元互补。
时至今日,我们究竟应该如何认识氢燃料电池汽车?我们又应该在新能源汽车渗透率越来越高的当下如何认识氢能?
带着这样的追问,2026年2月9日,轩辕矩阵总编辑、轩辕同学校长、世界新汽车生态协会理事长贾可博士,与程惊雷展开了一场线上深度对话。

回望中国新能源汽车的起点,早在2001年,国家“863”计划启动,中国新能源汽车三条技术路线正式确立 —— 氢燃料电池、插电强混,彼时纯电动尚不在列。
在这三条路径中,上汽集团接过了难度最大、挑战最高的氢燃料电池汽车攻关任务。
经过了十余年的调查研究后,上汽集团完成了原始累积,而程惊雷成为了这项事业的关键推动者:2014年,他正式出任上汽集团副总裁,同时兼任总工程师,负责战略与规划,同时也分管技术和投资。
此后,他又在国家氢能工程中心担任了7年的董事长,与大连化物所并肩作战,从电堆、膜电极到整车集成,亲历了中国氢能从实验室走向工程化的全过程。
敏锐的他嗅到了一丝时代机遇,2021年,他跳出汽车圈,创立阳氢集团,一头扎进更宏大的能源赛道。
对于如何以能源视角认识氢能,程惊雷用卡尔达舍夫文明等级进行解释:“过去的一级文明,依赖的是大自然对辐射能量的长期转化产物,比如化石能源;而迈向二级文明,关键是用工业手段直接对太阳能加以应用,以更高效、更一体化的方式满足能源需求。”
从这一发展视角来看,二级文明的核心在于构建一个稳定的能源系统。而朝着二级文明方向发展的新型能源体系,最终可以归结为三大支柱:
第一个支柱是风光,即风电和光伏;第二个支柱是电化学储能;第三个支柱就是氢能。这三者缺一不可。
从氢燃料电池汽车领域到能源领域,对于氢能在这两方面应用的发展历程、技术挑战、商业瓶颈及配套资源短板,程惊雷都十分清楚。
正如程惊雷所言:“讨论汽车领域的能源路径,必须同时研判中国新型能源体系和新型电力系统的发展脉络和未来状态,不能只盯着车本身。”

他对《轩辕科技评论》作出判断:如今,从汽车领域看氢能,由于纯电汽车是未来市场的主流,故氢燃料电池汽车重卡只在该区域同时具备廉价绿电与副产氢资源,并叠加碳足迹考核要求时,才有存在的价值。
谈及判断依据,他表示:“分析各类技术路线背后蕴含的科学逻辑、技术逻辑、工程逻辑、商业逻辑和社会逻辑,逐步判断出哪条路线更贴合可商业化的方向、更具发展合理性。”
就在不久前,程惊雷刚从迪拜考察归来。在这片能源结构单一、经济形态高度依赖油气的土地上,他看到了风光氢氨醇一体化发展的机遇。
“以后像中东这种地方,很适合分布式能源布局。他们的社会结构相对单一,能源过去又比较传统。虽然现在拼命建风光电,但将来也会碰到我们同样的问题。”程惊雷向《轩辕科技评论》解释。
而放眼全球,他更笃定一个判断:风光氢氨醇,全世界随处可产,这正是中国提升全球能源话语权的关键底牌。
“到那个时候,整个能源体系的话语权,就牢牢掌握在中国自己手里了。而且你可以输出中国的解决方案,然后,以能源形态推进人类命运共同体。”
以下是贾可博士与程惊雷博士的对话实录,《轩辕科技评论》在此处略有删减。
01「氢燃料电池汽车曾被奉为圭臬 」
贾可:我此次采访您,核心是基于当前氢能行业的现状产生了一些思考。
近期氢能行业热度有所回落,一方面“十五五”规划中,国家对电力领域的规划较为详尽;另一方面,能源局等部门仍对氢能保持重视。
我一贯认为氢能本身至关重要,但国家层面鼓励氢燃料汽车发展的同时,各大车企纷纷布局这一领域,在我看来略显多余。
基于这一背景,您从主机厂转型切入氢能领域,对氢能与汽车的结合有着独到见解,因此想从您的个人经历切入,请教您最早是何时开始高度关注氢能的,以及相关背景。
程惊雷:我从事氢能相关工作的时间很早。
2001年,也就是25年前,国家“863”项目启动,由万钢博士担任总体组长,确定了中国汽车产业的三条技术路线:燃料电池、插电强混混合动力,当时纯电动汽车尚未纳入其中。
上汽集团承担了最具挑战性的氢能汽车研发工作,当时我们与同济大学合作,成立了专门承担国家863项目的平台。
此外,我还曾担任国家氢能工程中心董事长长达7年,该中心与大连化物所合作,因此我对氢能在汽车领域的发展历程、技术挑战、商业瓶颈及配套资源短板都十分清楚。
贾可:当时万钢博士担任总体组长时,三条路线中没有纯电动,是不是当时大家将氢燃料电池汽车比较“迷信”,对其抱有较高期待?

程惊雷:并非单纯的“迷信”,核心是基于当时的两大背景。
一是,2001年正值中国汽车市场进入家庭的前期,可预见未来中国汽车市场将迎来蓬勃发展,由此引发了一个关键命题:支撑汽车产业发展的能源来源如何解决。
二是,当时纯电动汽车的技术尚未成熟,动力电池的能量密度、续航里程、体积、安全性能等关键指标,均未能达到可独立成为一条技术路线的水平。
因此,当时规划从插电强混到氢能的路线,核心逻辑是逐步提升电驱动在能源功率占比,且除电池技术外,电机、电控等技术具备发展延续性,而燃料电池汽车同样需要电机与电控系统的支撑。
贾可:但想必你们当时没有想到,25年后氢燃料电池汽车的发展仍处于当前水平吧?
程惊雷:确实没有预料到。当时的核心问题是,我们对中国汽车市场的规模预判不足,没有想到会发展到如今的体量。
国家“863”项目本质上是技术研发路线,而非产品商业化路线。
后续十几年,电池技术逐步发展,从铅酸电池、镍氢电池,逐步迭代到磷酸铁锂电池、三元电池,尤其是2008、2009年后,电池技术的发展前景逐渐清晰,这也间接影响了氢能汽车的发展路径。
贾可:2001年你们介入氢能汽车研发时,是否考虑过其商业化可能性?
程惊雷:初期并未过多考虑短期商业化可能性。
但25年过去,我们发现一个核心问题:从汽车行业视角看氢能汽车,与从能源视角看氢能,是完全不同的两种逻辑。
当时我们主要站在汽车行业视角,聚焦于氢能在汽车领域的应用,其底层逻辑是氢能来源的多样性,若氢能汽车的车辆系统能充分发展,可实现多种能源的转化,因此当时对其期待远高于现在。
02「纯电汽车成为市场化最优解」
贾可:您刚才提到的国家氢能工程中心,是实体机构还是虚拟平台?具体负责哪些工作?
程惊雷:这是一家实体机构,命名为国家氢能工程中心,依托上汽集团与大连化物所共建,上汽为第一大股东,大连化物所为第二大股东,同时引入部分社会资本。
该中心主要负责电堆开发,包括膜电极、双极板等核心部件及系统研发,而同济大学主要负责氢能整车开发。
作为国家863项目的重要组成部分,该中心的科研工作均按节点推进,顺利通过科技部验收,直至2015、2016年国家863项目整体结束,该中心也基本完成了其历史使命。
贾可:2014年总书记在上汽视察时提到,新能源汽车是中国汽车产业做大做强的必由之路,此后行业是不是重新确定了商业化路线,氢燃料电池汽车不再纳入其中?
程惊雷:当时确定的商业化路线是纯电动加插电强混,氢燃料电池汽车确实未被纳入产品化商业路线。不过国家层面并未放弃氢能,只是行业在从技术研发向工程化、商业化转化的过程中,对氢能的定位进行了调整,更多转向特定场景的“拾遗补缺”。
贾可:我记得上汽后来成立了捷氢公司,这家公司是何时成立的?核心定位是什么?
程惊雷:捷氢公司成立于2018年。
贾可:那我再说回以前,国家对新能源汽车的发展有明显的阶段性特征。2008年北京奥运会期间,有混动汽车和氢燃料汽车参与示范运行,但没有纯电动汽车。

程惊雷:2008年确实没有纯电动汽车,不过到了2010年上海世博会期间,混动、氢燃料和纯电动汽车就都有了。
贾可:也就是说,上海世博会期间才开始有纯电动汽车示范运行,2008年奥运会时确实没有,这一变化已经体现出新能源汽车技术路线的转变了吧?
程惊雷:是的,这种转变核心是行业根据不同技术路线在各阶段的发展情况、能源供给等资源条件的满足程度,不断进行调整的结果。
贾可:再往后看,2015年汽车四化推进后,行业基本向电动化转型。从您个人角度来说,您是何时确定纯电动、插电强混或增程式,会成为新能源汽车的主要或必然发展路线的?
程惊雷:从我个人角度而言,对这一发展路线底层逻辑的重新调整和确立,大致是在2014年年底。
贾可:2014年年底?当时的出发点是什么?是不是因为总书记当时的相关指示?
程惊雷:总书记当时提出,新能源汽车是中国汽车产业做大做强的必由之路,但并未直接明确具体的技术路线。而技术路线的最终选择,核心还是建立在技术可商业化的基础之上。
贾可:那是什么触动您在2014年底形成这样的判断呢?
程惊雷:这并非一蹴而就的判断,而是通过持续跟踪研判,分析各类技术路线背后蕴含的科学逻辑、技术逻辑、工程逻辑、商业逻辑和社会逻辑,逐步判断出哪条路线更贴合可商业化的方向、更具发展合理性。
贾可:其中社会逻辑具体指什么?
程惊雷:社会逻辑主要包含两个层面:一是资源的可获得性,二是是否符合社会不同发展阶段在资源环境保护方面的需求,也就是是否契合社会发展大趋势。
03「全国200余家燃料电池企业盯着3000多套电堆」
贾可:说到上汽的相关布局,捷氢公司为什么在2018年左右才成立?我记得上汽有位相关人员调到了科委系统,只是记不清具体是谁、调到了哪里。
程惊雷:你说的应该是调到上海市科委的干频同志。
贾可:对,就是干频。他是因为立功才调走的吗?我原本以为这和捷氢公司的成立有关。
程惊雷:这两者没有直接关联,他的调动与当时上海干部培养输送的整体情况相关。
贾可:但你当时在上汽负责战略与规划。
程惊雷:我同时也分管技术和投资。理论上,成立这类公司本应由我分管并推动,但我并没有全力推进。
贾可:对,你离开之后,相关工作才启动。后来捷氢的发展方向是否有所调整?
程惊雷:算不上转变,公司主要还是专注于燃料电池技术及产品的研发。
贾可:这家公司现在应该还存在。
程惊雷:公司仍然存续。
贾可:但已经没什么实质性动作了。

程惊雷:现状必然如此。目前全国有200多家燃料电池企业,盯着这3000多套电堆。
贾可:根本无法支撑行业生存。
程惊雷:而且这类项目基本都是示范项目。从行业逻辑来看,当前竞争比2008、2009年之前的新能源汽车阶段更为激烈,但商业化前景却更不明确。
贾可:是这样,包括亿华通,估计也是处境艰难。
程惊雷:行业内企业普遍如此。目前燃料电池行业里,亿华通、上海重塑、捷氢、国电投旗下国氢科技、国鸿氢能这五家企业,在技术理解与洞察力上相对领先,但当前同样举步维艰。
贾可:还有以前江淮的王朝云,他创办了明天氢能,你知道这件事吧?
程惊雷:我知道。
贾可:我感觉他们现在的发展也同样举步维艰。
程惊雷:明天氢能这几年已经调整了业务方向。包括三一氢能、合肥阳光氢能,还有王朝云他们那边,后来基本上都转向了另一个业务领域。
贾可:转向什么业务领域了?
程惊雷:就是电解槽制氢这个领域。
贾可:转向电解槽制氢,是不是意味着这一领域更具发展机会?
程惊雷:理论上,电解槽制氢与电堆研发属于氢能产业链的不同环节,二者共生互补,分别处于产业链的前道与后道。
04「双碳目标下的新型能源体系架构」
贾可:您刚才提到,站在汽车领域理解氢燃料电池汽车,与站在能源领域理解氢能,是完全不同的视角。现在您是站在能源领域看待氢能,并且已经切入了氢能行业,想请您谈谈您这方面的理解,以及您为什么选择做当前这项业务。
程惊雷:我2021年正式启动阳氢相关业务,核心契机是2020年总书记宣布“3060双碳”目标。
这时我们就能非常清晰地看到一个关键问题:所谓双碳目标,本质上包含两层核心考量——一是双碳本身的战略要求,二是国家能源安全与地缘政治风险的考量。
而从经济高质量发展的需求来看,其底层逻辑归根结底都是能源。能源,是一个社会发展的根要素。
过去的工业革命,核心驱动力可以归结为特定的能源与动力技术的结合。例如,第一次工业革命的根基在于煤炭与蒸汽机;而到了机械化和电气化时代,主导的要素则演变为石油、天然气以及内燃机和电力。
展望未来,整个社会文明的下一阶段发展,很可能将遵循一种类似卡尔达舍夫文明等级的发展逻辑,即对能源的掌控与利用能力,将成为文明跃迁的根本标志。

贾可:卡尔达舍夫是什么?
程惊雷:指的是“卡尔达舍夫文明等级”。这一理论的核心在于,根据文明对能源的掌控能力来划分其发展层次。具体来说,一级文明指的是能够利用并储存其所在行星(例如地球)上的所有可用能源。回顾历史,我们烧柴火、使用煤炭和石油,本质上都属于对地球行星资源的利用。
贾可:是的,这些都是对太阳能转化后的能源形式。
程惊雷:在此基础上,二级文明则跃升至恒星尺度,意味着能够直接掌控并利用其所在恒星系统的能源输出。
贾可:那就是直接利用太阳的能量了。
程惊雷:没错,恒星能源的核心就是太阳能。
贾可:本质上就是氢能的聚变反应了。
程惊雷:太阳能的本质正是源自恒星内部的核聚变过程。太阳通过核聚变产生辐射,能量抵达地球。过去的一级文明,依赖的是大自然对辐射能量的长期转化产物,比如化石能源。
而迈向二级文明,关键是用工业手段直接对太阳能加以应用,以更高效、更一体化的方式满足能源需求。
从这一发展视角来看,二级文明的核心在于构建一个稳定的能源系统。这让我想到总书记提出的“双碳”目标,其深层指向,正是要真正建立起一个新型能源体系。而朝着二级文明方向发展的新型能源体系,最终可以归结为三大支柱:
第一个支柱是风光,即风电和光伏;第二个支柱是电化学储能;第三个支柱就是氢能。这三者缺一不可。
贾可:而且风光电是可以转变为氢能的。
程惊雷:我待会会讲。
贾可:三个支柱,对。
程惊雷:这三个支柱是二级文明的一个很重要的一个支撑体系。对这三个支撑体系的话,它将来是可以构成一个我们讲的是新型能源体系,同时也是去真正的去支撑一个新型电力系统。
05「未来文明竞争的核心在能源和数据」
贾可:未来的发展就是能源和数据,对吧?
程惊雷:从更宏观的视角看,就是数字化——信息数字化,和能源清洁化。
贾可:人工智能再厉害,最终还是要靠能源,对不对?
程惊雷:没错。刚才我们谈到从一级文明向二级文明的跃迁,本质上就是人类通过工程技术的发展,不断创造出新的工程产品形态,来满足整个社会发展的需求。而在这个过程中,对能源的需求实际上是越来越大,能源强度也越来越高。
贾可:能源是一个基础。
程惊雷:对,能源的强度和依赖度都在持续上升。
贾可:人活着,现在靠的就是能源,对吧?水也是能源?
程惊雷:可以这么理解。举个例子,就拿人类御寒这件事来说:最早的时候,所谓的用的能源就是靠吃瓜果、捕猎动物来获取皮毛;后来学会了用树皮,再发展到手工纺织、机械纺织、电气化自动化纺织,一直到今天,能源化工体系又推动了服装材料体系的不断演化。
贾可:对,某种意义上,能源贯穿了整个人类文明的演进。
程惊雷:说到底,就是人类使用能源的深度在不断加大。另一方面,为什么现在要讲AI?它本质上是一种信息技术,作用是推动整个社会的制造体系和大生产体系向更高效率跃升。而跃升的本质,意味着对能源的使用强度会更大。
贾可:依赖非常大。
程惊雷:对,依赖越来越大。
贾可:也就是说,我们往下发展,能源会越用越多,而且现在必须有二级文明的支撑,对吧?
程惊雷:对。因为一级文明实际是低效率。你想,煤炭、石油、天然气的形成,都是二十亿年前开始积累下来的。
贾可:低效率,还有污染。
程惊雷:污染是另一个维度的问题。从第一性原理来看,地球形成的时候,碳总量和氢总量就已经固化了。
贾可:比如太阳照、森林埋到地下,慢慢变成石油,本质上都是转化。
程惊雷:都是在不断转化。
贾可:对。但既然这样,我们直接进入二级文明,不是更好吗?
程惊雷:一级文明的效率已经支撑不了人类社会的进一步发展了。所以现在大家就能理解,为什么马斯克要把数据中心建到太空去,也是这个道理。
贾可:对。行,那我们就切入正题:从能源体系的角度来理解氢能。现在应该怎么干?氢能到底该怎么发展?
程惊雷:要讲怎么干,首先得准确理解能源的逻辑。
能源的起源,不管是一级文明还是二级文明,归根结底都是太阳核能。区别在于:一级文明用的是太阳核能经过低效率、长时间多重转化形成的能源,比如煤炭、石油;而二级文明,是要用人类的科学手段和工业手段,把太阳核能直接、实时地利用起来。
这是底层逻辑。再从能源的形态来看,其实就两种:一种是化学能,一种是机械能。
化学能,就是从烧柴火、到煤炭、到石油天然气,本质上都是氢原子从分子里脱离释放能量。氢能,就是化学能的终极形态。

贾可:已经直接是氢能了。
程惊雷:对。现在要做的氢能,跟过去那种“碳耦合”的氢能——比如煤炭、石油、天然气——不一样。我们要做的是“碳解耦”的氢能。它怎么制备、怎么流通、怎么应用,这是一个全新的体系。
刚刚说的是化学能。另一种是物理能,形态上主要是水电和核电。
贾可:水电就是势能。
程惊雷:水电是势能。而核能,无论是裂变还是聚变,都是从分子层进入原子层,再从原子层进入中子层,能量释放的层级完全不同。
贾可:那核能算化学能吗?
程惊雷:不算,那是物理能。
贾可:物理能。那风能也算物理能吧?
程惊雷:风电也是物理过程。
贾可:明白。那光电呢?光电算化学能还是物理能?
程惊雷:光电转化是物理过程。
贾可:我还以为光电转化、核聚变这些都算化学能。
程惊雷:不是,都是物理能。
贾可:都是物理的,明白了。好,那然后呢?
程惊雷:不管能源的形态是化学能还是物理能,最终的应用方式其实就两种:一种是转化为电力,一种是直接燃烧驱动机械能。
贾可:对。
程惊雷:物理能是直接转化为电力。
贾可:对,直接发电。
06「为什么马斯克要把数据中心建到太空去」
程惊雷:目前全球各国的能源系统虽然各有差异,但从整体来看,燃烧方式仍然占据主要地位,占比相对较高。
贾可:化学能还是主流。
程惊雷:对,现在化学能的占比超过50%。国际能源署(IEA)2月6号发布了一份预测,到2030年,全球范围内可再生能源加核电所产生的电力,占比会超过50%。
贾可:到2030年才超过50%?
程惊雷:我给你举个例子。中国目前一年总的用能量大约接近60亿吨标准煤。如果把这60亿吨标准煤折算成总能量,再对比我们去年突破的10万亿度电——10万亿度电在整个能源消费中的占比,其实还不到30%。
贾可:明白。我们一年的总能量相当于60亿吨标准煤,10万亿度电折合下来占比接近30%。
程惊雷:对,接近30%。而在这30%的电力当中,又有64.8%是通过传统能源燃烧发出来的。
贾可:也就是说,在中国的能源结构里,化学能远远超过物理能。

程惊雷:对。这个比例在十四五期间已经开始逐步下降了。按照目前的趋势,到2030年实现碳达峰,再到2060年实现碳中和,整个能源结构体系必须进行重构。
贾可:体系重构,这个方向肯定没有问题。
程惊雷:重构的过程,其实就是我们所说的二级文明的应用发展。
贾可:你现在干的事情,就是二级文明应用发展的具体实践,对吧?
程惊雷:对,核心就是如何用好氢能。氢能作为能源体系的重要组成部分,从工程科学原理来看,它本身就是化学能的终极状态。
所以,怎么有序地制备氢能、怎么有序地运用氢能,这已经上升为国家战略,是“十五五”期间必须突破的关键任务。
贾可:制备氢能,你继续说。
程惊雷:氢能作为一种能源,将来会体现出两大特征:一个是本地应用,也就是即产即用、就地消纳;另一个是“可交易、可大规模运输”,也就是成为一种跨区域配置的能源商品。
这两种形态其实一直并存。比如过去我们用柴火,那就是典型的本地应用,就地取材、就地使用。煤炭也是,其实早在两三千年前,无论是埃及还是中国,人们就发现“黑金”能燃烧、能取暖,但那时候还只是本地化的零星使用。真正让煤炭变成一种可以大规模运输、跨境交易的大宗能源,是到了蒸汽机时代才实现的。
贾可:对,石油也是同样的逻辑。
程惊雷:对,石油也一样。所以本质上,能源的演进始终沿着两条路径:一条是本地应用,即产即用、就地消纳;另一条是成为大宗能源,具备可长时存储、可大规模运输、可跨境交易的属性。
再结合我们刚才讲的,能源的最终应用方式无非两种:一是转化为电力,二是直接燃烧。而电力的特殊性在于,它是通过离子态传输的。
贾可:对,电是离子态的。
程惊雷:这就带来了一个核心的底层逻辑:电这种形态,本身不具备大容量、长时间存储的科学特征。
贾可:不存储它就没了。
程惊雷:对,无法大规模长时间存储。所以未来的能源形态,本质上一定是在这两个维度上展开的。
说到底,未来的能源体系最终形态,可以概括为两大部分:一部分是实时转化的太阳核能,也就是风电、光伏;另一部分是可以长时间存储的能源体系。
这个体系的演进方向,促进稳定提高电气化的应用比例。
贾可:对,电气化比例越来越高。
程惊雷:随着工业产品的发展,无论是应用侧还是生产侧,电气化的程度都在持续提升。比如过去的煤锅炉、蒸汽锅炉,不管是烧煤还是烧天然气,这些都要逐步降低占比。
07「能源的核心问题是要解决时间和空间的错配」
贾可:但是长时间存储这一块,氢能现在是重点。我们看到很多地方都在搞储能,本质上不都是想把电储存起来吗?
程惊雷:所以刚才我讲三大支柱——风光电、电化学储能、氢能——它们是各司其职的。电化学储能的本质是直接储存电离子,它是一个很好的解决方案,但既有优势也有局限。
目前电化学储能主要解决的是日内存储的问题。
贾可:什么叫日内存储?
程惊雷:就是4小时到8小时这个尺度,满足一天内的调峰需求。
贾可:就是说日内存储,储完就得放掉,对吧?
程惊雷:对。新型能源体系的主流核心问题,本质上是要解决时间和空间的错配。而要真正解决时空错配,需要区分两种平衡:一种是短期的时空平衡,一种是长期的时空平衡。
贾可:如果储能要做长期储存,根本就没有经济性可言。
程惊雷:对,做不到长时存储。这是电化学储能的工程科学逻辑决定的。
贾可:而且它本身也会衰减。

程惊雷:一个是衰减的问题。更重要的是,电的形态决定了它是通过正负离子的迁移来实现存储的,这种机理本身就不支持长期稳定的存储。
贾可:对,不可能。
程惊雷:所以从这个角度来看,电化学储能本质上是一个被动响应的单元,它不是主动的能源供应者。
贾可:但是氢能的存储如果能够很好地解决,它就是一个比较主动的能源形态,对吧?
程惊雷:对。我刚才讲了,柴火是氢能,煤炭是氢能,石油天然气也都是氢能。
贾可:对。但现在大家讨论氢的储存,都知道直接储氢挑战很大。
程惊雷:这里面有一个科学认知的问题。首先要厘清一个概念:人们概念通常说的“氢”,是指氢气。
贾可:对。大家理解的氢能,很多时候就是氢气或者液氢。
程惊雷:我刚才强调了一个核心观点:氢能是化学能的终极状态。所谓“终极状态”,意味着它是以分子形式存在的。分子是稳定的。但氢元素在元素周期表上排名第一位,它是最活跃的。
贾可:氢原子活性最大。
程惊雷:活性越强,就越难独立稳定存在,它很容易和其他原子结合。
贾可:结合成分子不就好了吗?
程惊雷:对。所以我为什么说,不能片面地把氢能等同于氢气。
贾可:但现在一般人就这么认为。
程惊雷:我们用的煤是氢能,石油是氢能,天然气也是氢能。它们只是最终以不同的形式释放能量——要么转化为电力,要么通过燃烧转化为热能或机械能。
贾可:燃烧就是推动发动机、电机。
程惊雷:燃烧本质上是转化为热能和机械能。还有一种形式是转化为电能。
贾可:明白了。所以理解氢能,不能只理解成氢气。
程惊雷:对,不能只理解成氢气。
贾可:但是按你刚才讲的,石油、煤炭也都是氢能。那我们今天讨论的氢能,应该是另一种形式的氢能——分子形态的氢能,它跟煤炭、石油不一样,对不对?
程惊雷:对。从理论上讲,氢能就是“新石油”。
贾可:所以我们现在说的氢能,就是“新石油”,对吧?因为你刚才讲了,石油也是氢能。但现在的氢原子是跟别的原子结合,以另一种分子形态存在,对不对?那种氢,我们能不能简单理解成比如甲醇这类东西?
程惊雷:可以这么理解,但更准确的说法是:氢能作为终端应用的形态,最终都是以“氢电”的形式呈现的。
而在流通和传输的过程中,氢能可以根据不同的区域条件和场景,呈现不同的形态。
贾可:如果离制氢的地方比较近,就直接用氢气,对不对?是这个概念吧?远一点的话,条件就不一样了。
程惊雷:对,边界条件合理的情况下,可以本地化直接使用氢气。
贾可:边界条件更严苛的话呢?
程惊雷:边界条件有差异,就应该用分子形态的氢能。
贾可:分子形态的氢能,有哪几种?
程惊雷:现在主要讲的是氨和醇。
贾可:氨和醇,就两种?对。
08「风光氢氨醇一体化:前向制备与后向应用」
程惊雷:对。现在无论是政府部门还是学术界,对这个问题的认识也越来越清晰了。有几个关键词:“新型可再生能源融合发展”“全面推动风光氢氨醇一体化发展”。
风光氢氨醇一体化,又可以拆解为前向一体化和后向一体化。
贾可:前向一体化,就是怎么把风光电转化为制氢、制氨、制醇?
程惊雷:对,前向一体化解决的是能源制备问题。
贾可:后向一体化呢?
程惊雷:后向一体化解决的是应用问题。没有应用牵引,整个产业体系发展就无力为继。之所以要讲风光氢氨醇全链条一体化,底层逻辑在于:氢原子本身要么藏在化石能源里,要么藏在水里。
贾可:现在也可以通过氨和醇来“藏氢”,对吧?
程惊雷:对。风电、光伏的特性是:有区域限制,又有时间上的不稳定性、波动性。所以,风光电通过构网技术,在能够支撑电力系统、电网体系的同时,可以通过一体化路径实现转化和消纳。
贾可:就是通过电力系统来传输?
程惊雷:对,一部分通过电网传输。但因为风光电本身具有不稳定性,所以必须有相当大的一部分要转化掉。
贾可:转化成氢,或者氨和醇。
程惊雷:对,转化为氢是第一步,转化为氨和醇是第二步。

贾可:明白。
程惊雷:这个过程——风光制氢、制氨、制醇,本质上就是在复现大自然几十亿年前做的事情。
贾可:只不过大自然把氢和碳结合成了煤炭、石油,我们现在把它结合到氨和醇里头,是这个意思吧?
程惊雷:对。过去的能源是怎么形成的?太阳照到地球上,经过风雨雷电,慢慢把碳原子和氢原子结合起来,最后变成了化石能源。
贾可:最后搞到地底下去了。
程惊雷:对,碳氢原子结合形成分子,和氮氧分子一起催生了生物,然后进化——从单细胞到多细胞,再到更复杂的生命,最后埋到地下。这个过程,不是一年两年能完成的,是二十亿年的积累。
贾可:对。
程惊雷:现在做的风光氢氨醇,本质上就是在替代大自然的低效转化。
贾可:用实时转化的方式,替代过去漫长的地质过程。
程惊雷:对。第一步是光电转化,第二步是转化为氢,第三步变成稳定的分子态——氨或醇。
贾可:那你现在做的工作,属于前向一体化还是后向一体化?
程惊雷:我做的是后向一体化。
贾可:像王朝云他们做的,包括做电解槽的,都属于前向一体化的范畴,是这个意思吧?
程惊雷:他们是全链条一体化里的一个环节,是产业链当中的一个组成部分。
贾可:那现在风光氢氨醇产业链的成熟度怎么样?
程惊雷:目前国家正在推动这项技术从工程示范向大规模工程化发展。
贾可:还是有进展的,是吧?
程惊雷:对,国家已经启动了风光氢氨醇一体化的国家级示范工程。像中能建、上海电气、国家能源集团、远景这些企业,都已经在布局和推进。全球范围内,这类一体化项目也在快速增加。
贾可:那后向一体化这块,像做电堆、做燃料电池的,是不是也属于后向一体化的组成部分?
程惊雷:对。做燃料电池系统的,是后向一体化里面终端应用环节的一个产业节点。
贾可:那如果做氨的应用,还用不用燃料电池?
程惊雷:不用。氨高温裂解掺烧是另一条技术路径。
贾可:不用燃料电池。
程惊雷:对。但不管哪一种氢能——传统的煤、石油、天然气,还是现在的绿氢——它的最高应用形态,最终都是以电的形式释放能量。
贾可:所以氢要变成电,还是需要燃料电池,是这个概念吧?那做燃料电池的未来还是有机会的,对不对?
程惊雷:有机会,但要放在“后向一体化”的框架里来理解。所谓后向一体化,就是把醇转化为氢,在应用侧以电的形式实现终端利用,同时支撑分布式风光电的稳定、有序、高效发展。
前向一体化解决的是大规模能源化工的制备问题,而后向一体化解决的是各行各业的场景应用问题。
后向一体化里最大的一块应用是什么?是微电网。
不管你现在谈的是零碳园区、绿电直联、交通能源一体化,还是数字能源一体化——比如绿色数据中心,本质上都属于微电网的范畴。
09「微电网发展痛点:依赖主电网,缺乏稳定器」
贾可:但现在微电网的发展情况不太理想吧?
程惊雷:不是不理想,是还没到理想的阶段——还没有形成系统性、成熟的解决方案。
贾可:就是还没有成熟的解决方案,对吧?
程惊雷:对。为什么没有?因为缺少一个关键东西——能源系统的本质,必须保证三个字:稳、量、质。
贾可:源源不断,稳定供应。
程惊雷:第一是保量,源源不断;第二是保质,电力质量要稳。
贾可:还有价格。
程惊雷:对,还有稳定——这三个缺一不可。
当然,你刚才说的价格也是一个维度,但本质上是一个成本与效率的平衡问题。
这三个维度——稳、量、质,都要兼顾。目前微电网发展面临的核心挑战在哪里?在于它脱离不了主电网。
贾可:那是制度层面的原因吗?
程惊雷:不是制度,是技术解决方案层面的问题。微电网要构成一个能够自我循环、自我稳定的“微系统”,必须依靠我们刚才讲的——风光氢氨醇的后向一体化。

贾可:那你刚才说它脱离不了主电网,具体原因是什么?
程惊雷:微电网的主要“源”,是分布式风电、光伏。而分布式风光电本身是不稳定的。
贾可:那就是前向一体化还不稳定,是这个意思吧?
程惊雷:不是前向一体化。前向一体化是指大规模能源化工工程,跟分布式不是一个层面。
贾可:那就是后向一体化里面,自发电这块还不行?
程惊雷:对。分布式风光电也不稳定——大基地不稳定,分布式当然也不稳定。
贾可:风光电不稳定的原因是什么?
程惊雷:风光电不稳定,本质上就是靠天吃饭。
贾可:如果前向一体化主要是工程层面的问题,跟自然条件没关系,是吧?
程惊雷:前向一体化指的是:大基地光伏、大基地风电,把那些不能上网的风光,转化为氢、氨、醇。这是前向一体化的概念。
贾可:如果前向一体化做好了,后向一体化不是更容易实现吗?
程惊雷:后向一体化解决的是分布式光伏和分布式风电的问题。
贾可:现在这个问题能解决吗?
程惊雷:也需要一个稳定器——氢能作为稳定器。
贾可:这个稳定器怎么达成?
程惊雷:就是我正在做的事情。
贾可:那你具体说说,你这个稳定器是怎么做的?
程惊雷:氢能转化为氨和醇之后,它就变成了大宗能源。
贾可:也就是说,你这一块做好了,微电网的问题就解决了,是这个意思吧?我理解你已经有了清晰的路径。但如果你要把这件事做大做强,现在面临的实际问题是什么?挑战在哪里?
程惊雷:这是一个发展过程中必须经历的过程。
贾可:就是慢慢来?
程惊雷:不是慢慢来,而是因为有需求了,有了产品解决方案,就可以开始做示范工程、示范项目,然后逐步形成被大家认同的有效解决方案。这是一个必然的演进过程。
你看当初的纯电动汽车,也是经历了同样的路径。任何新技术、新产品的解决方案,都要走这条路。
贾可:明白了。那微电网形成之后,用途很多。比如数据中心要用,充电站也要用,是这个逻辑吧?氨变成氢,氢再变成电,这个过程必须用燃料电池,对不对?
程惊雷:不一定。你先别急着说氨——氨和醇是相似的东西,但在国家定义里,它们的利用路径不一样。
氨的利用,国家很明确:主要用于煤电厂的掺烧,不适合分布式应用。
贾可:那醇呢?
程惊雷:醇是可以分布式应用的。
所谓分布式应用,就是构建多种形态的微电网或完全独立应用:以氢能作为超长时储能,作为主动发力的单元,来平衡不稳定的风光电。最终的目标,是把低成本的风光电百分之百消纳掉,再配合电化学储能,这就构成了我所说的复合储能。
贾可:对。但氢变成电,还是需要燃料电池吧?
程惊雷:对,氢变成电,还是需要燃料电池。
贾可:那燃料电池不就有生意了吗?
程惊雷:对。所以现在讲的“氢电”,作为二次能源的两个组成部分,它们之间是有转化关系的,这一点大家应该都能理解。
10「为何“十五五”规划聚焦氢能和核聚变能?」
程惊雷:对。所以现在讲的“氢电”,作为二次能源的两个组成部分,它们之间是有转化关系的,这一点大家应该都能理解。
贾可:我现在能理解微电网和独立应用确实很重要。它解决了很多问题,比如小区充电站的负荷问题,通过微电网就能调节。而且如果微电网把电转化好了,你直接充电就行,不一定非要用到燃料电池汽车上,是这个意思吧?对,这个逻辑我明白了。
你现在这个生意,应该说东风西风都已经具备了?
程惊雷:“十五五”期间肯定要破局了。
贾可:现在是破局的阶段。
程惊雷:没到大规模推广的阶段。作为创业公司,我们得自己想得很明白。
贾可:你现在是小规模示范,相当于在提供样本?
程惊雷:对,大家都在小范围验证。我们现在是一代产品和二代产品并行——一代产品用来打通技术原理,二代产品才是真正实现规模化工程应用的解决方案。
贾可:都是甲醇重整制氢?
程惊雷:对。二代产品我们要讲究“三碰头”:政策、需求、产品,三者要碰在一起。因为这种技术解决方案,我们是全球的领导者,没有现成的路可以跟。
贾可:你们现在确实算领导者了,做得挺前的,想得也比较早。
程惊雷:研发肯定需要周期。国内99.99%的产业过去是“跟跑”——人家有芯片了,我们跟着学;人家有大模型了,我们跟着追;人家有数字化应用、有PayPal,我们有支付宝、有微信;人家有Uber,我们有滴滴。
贾可:对。
程惊雷:但到了现在这个阶段,不管是双碳的压力,还是能源转型的需求,还是中国自身的社会需求,能源解决方案已经从风光电发展初期的学、赶进入“并跑”甚至“领跑”的阶段。这也是为什么“十五五”明确提出要突破氢能和核聚变。
这里的逻辑是:希望“十五五”期间,在氢能领域,中国能够确立自己在全球的地位。至于核聚变,从科学和技术的角度看,我们可能和美国还是基本并驾齐驱。
贾可:我觉得核聚变“十五五”搞不出什么名堂来。

程惊雷:核聚变不是“十五五”就能商业化。现在明确的路径是:“十五五”到2040年左右,启动所谓的工程堆。
目前我们在合肥等地的装置,都属于科学研究堆、实验堆,是用来打通技术路径、研究不同技术路线的。但工程堆不一样,它要解决的是大量的工程化挑战。
贾可:但如果核聚变搞得好,那氢能这边是不是意义就不大了?
程惊雷:不可能。
贾可:为什么不可能?
程惊雷:核聚变当然比核裂变更有优势,选址更灵活、安全性更高。但你要知道,核电工业有一个结构性的问题——能源成本。
贾可:成本高,明白了。
程惊雷:所以未来的发展路径,一定不是单一能源解决方案,而是多能互补。新型能源体系、新型电力系统,本质上就是十六个字:多能互补、源网协同、供需互动、灵活智能。
11「氢燃料重卡:特定场景的有限应用」
贾可:灵活智能,对。
这样整体上就能更好地理解氢能和核聚变,特别是氢能产业在“十五五”的发展定位。否则,像工信部、汽车行业盯着氢燃料汽车,视野就太窄了。对很多车企还在搞氢燃料汽车,我觉得基本上属于多此一举。
程惊雷:不能这么说,不能这么武断,不能这么简单地看问题。
贾可:那应该怎么讲?
程惊雷:客观来说,氢和电是一体的,都是清洁能源的二次形态。但从应用的角度,必须符合几个要素。
第一个要素是:能源获取的便捷性。
贾可:第二点呢?
程惊雷:第二个,要看车辆应用场景的特殊性。
这两个要素——便捷性和特殊性——必须统筹考虑。
举个例子,从乘用车的角度看补能便捷性:随着微电网的发展,可以解决现在电动汽车越来越多对电网造成的冲击问题。现在动不动就搞800伏、4C、5C充电,配电网根本受不了。
微电网的发展,本质上就是推动交通能源供给的本地化(编者录:春节后国家能源局规划司发布的文章中提出东部地区能源增量的70% 要本地解决)。这样就能把对主配电网的波动性风险尽量消除。微电网和微电网之间分布式的互联,最终会让整个电力系统既富有弹性,又保持稳定。
到那个时候,就不会发生像西班牙大停电、英伦三岛大停电,或者美国德州寒潮时上百万户家庭断电这种事。

这种结构下,从乘用车的角度看,以储电形式驱动的电动汽车,完全会成为主流。
贾可:对。
程惊雷:但反过来,对于特定的应用场景,情况就不一样了。比如有些区域既有电又有氢,而应用场景本身也有特殊性。
举个例子,重卡。大家都知道,重卡里70%是短途运输。但同样是短途运输,在沿海地区和西部地区,完全是两个概念。
贾可:你继续说。
程惊雷:西部地区的短途运输,运的是生产资料——煤炭的倒运、钢材的倒运、到火车站的倒运。
贾可:主要是原料。
程惊雷:东部地区的重卡运输,当然也有一部分是这类,但更多的是工业产品的运输。
不管哪种运输方式,都要考虑两个问题:一是本地能源的可供给方案,二是产业体系对碳足迹的可考核要求。
贾可:所以你认为,氢燃料重卡或者这类运输工具,还是有它的可能性?
程惊雷:对。它有特定的边界、特定的区域、特定的市场适用性。
贾可:我承认这一点。但我考虑的是:这些场景相对有限,导致氢燃料重卡的产量上不去,没有规模,最后就没有经济性。
程惊雷:它的经济性不是单一维度能决定的。
就像现在车用电池技术,这两年成本大幅下降,本质上是因为储能电池的需求把它带起来了——跨界应用带来了规模效应
贾可:规模效应。
程惊雷:对,跨界应用的规模效应。燃料电池也是同样的逻辑——它未来的主要用途是发电,而不是放在车上。放在车上也是发电,只是说氢能汽车是把主动能源放在车上,随车发电。在特定场景下,比如西部地区,如果有足量的氢,价格还便宜,再加上碳足迹的考核压力——运输环节也要算碳——那氢燃料就有它的合理性。
贾可:但如果电是通过甲醇重整制氢再发出来的,碳足迹也不高啊?
程惊雷:对。但如果有微电网在旁边,它也可以直接用电动汽车,没必要再搞燃料电池。
所以这里面永远不是一个单一的选择题。
贾可:我的意思是,有可能它最后是不划算的,不划算它就不会存在。
程惊雷:重卡可能有它存在的合理性,这一点我和你看法一致——但它不会成为主流。
贾可:远远不是主流。
程惊雷:对。主流是什么?乘用车领域,将来就是纯电。
贾可:你这么说比较稳妥。但作为媒体,我们得给一个更明确的判断。
程惊雷:那我可以再补充:在重卡领域,电动重卡+微电网+换电,对于短途运输来说,将来也会是主流。
贾可:我承认特定场景下氢燃料重卡的可能性是存在的。但现在还没法具体推演。
从逻辑上看:如果微电网那么发达,如果碳中和压力可以通过甲醇重整制氢来缓解,碳足迹也不高,而纯电又发展得那么好——燃料电池虽然发电多了,但把电堆放到车上,毕竟还是有成本。
程惊雷:这里面我再补充一点:讨论汽车领域的能源路径,必须同时研判中国新型能源体系和新型电力系统的发展脉络和未来状态。不能只盯着车本身。
12「构建新型能源体系的“两张网”」
贾可:对,刚才您讲的这些——新型能源体系、新型电力系统——它们现在到底发展得怎么样了?
程惊雷:从去年3月开始,形势已经很清楚了。去年是中国从来没有过的一年——跟能源相关的政策,总共出台了42个。
贾可:他们还真没少干事。
程惊雷:非常密集,前所未有。核心就是围绕新型能源体系、新型电力系统、新型储能体系这三个方向推进。不仅有技术标准的推进,还有能源运营机制的改革——包括电力完全市场化交易,都在往前推。
还有一个很核心的点:国家虽然没有公开说,但底层逻辑梳理一下就能看出来——在推进新型能源体系和新型电力系统的过程中,电源侧还要继续发展风光电,无论是集中式还是分布式。
虽然现在风光电发展碰到了瓶颈——过去都是以上网为单一解决方案,现在不行了——但装机容量还要比现在翻一倍。
贾可:我听说了,包括海上平台也在搞。

程惊雷:对。另外一个就是网——新型能源体系的电网。国家现在实际上在建两张网。
第一张网,是持续补充发展的特高压电网(天网)。
贾可:为什么叫“持续补充”?
程惊雷:因为资源通道有限。特高压电网千公里以上的传输走廊,要受国土形态规划和生态影响评估的严格约束,不能随便拉线。
贾可:明白了,有限。
程惊雷:第二张是地网,一个就是地上的管网——用好现在18万公里的输气管廊。
贾可:输油输气的管廊,用来输氨、输醇?
程惊雷:对。国家管网集团已经开始干了。
贾可:是不是可以输醇?输氨?
程惊雷:输氢气能源。
贾可:氢气能源。氨能输吗?
程惊雷:氨也可以输。
贾可:好,氢气能源。两张网说清楚了。还有一张呢?
程惊雷:过去管网里输的是传统的、碳耦合的氢气能源;下一步要加进来的,是碳解耦的氢气能源。
贾可:这个非常好。还有第三张网?
程惊雷:对,第二个地网,就是遍布全国的、星罗棋布的微电网。
贾可:现在看起来,星星之火正在燎原,未来非常可期。
程惊雷:现在的发展过程,充分体现了未来能源形态的总体重构。确实很难,不是一个简单的概念能说清楚的——它不是单一维度的问题,而是一个复合的、系统化的解决方案。
贾可:但方向已经很明确了。
程惊雷:对,方向已经很清楚了。
贾可:这是正道。所以你走在前面了,不然也不会聊这么深。
13「以中国能源方案推动构建人类命运共同体」
贾可:看得出来,这件事你理解得最深,而且率先示范、率先干起来了。你去迪拜是干什么?目前有动作吗?
程惊雷:不是,是去调研观察。
贾可:看得出来,这件事你理解得最深,而且率先示范、率先干起来了。你去迪拜是干什么?目前有动作吗?
程惊雷:不是,是去调研观察。
贾可:也可以在那儿干起来,是这个意思吧?
程惊雷:以后像中东这种地方,很适合分布式能源布局。他们的社会结构相对单一,能源过去又比较传统——虽然现在拼命建风光电,但将来也会碰到我们同样的问题。
贾可:对,他们主要是卖石油、卖天然气。
程惊雷:而真正的清洁能源,必须成为大宗能源。
贾可:他们将来也可以卖这些。
程惊雷:大宗能源的本质是什么?三个条件:可长时间存储、可大规模运输、可跨境交易。
贾可:他们那个地方得天独厚,能产生这些东西。
程惊雷:而且未来的大宗能源解决方案——风光氢氨醇一体化发展,前向一体化、后向一体化——本质上就是整个能源架构重构的蓝图。
不同的区域会有不同的形态、不同的侧重。但你要真正解决中国的能源安全——在总能耗持续增长的背景下,我们要的是什么?是全球能源话语权,是自主权。
现在委内瑞拉一搞、伊朗一搞,我们的自主权就很被动。
贾可:对。
程惊雷:你搞了风光电,自主权就打出第一张牌——小牌;你把电化学储能解决了,又打出一张牌——中牌;你把氢能搞出来,就是王牌。
贾可:对对对,四个二。
程惊雷:核聚变要是再搞出来——那就是四个王。
到那个时候,整个能源体系的话语权,就牢牢掌握在中国自己手里了。
而且你可以输出中国的解决方案——工业解决方案、产品解决方案。
贾可:好像还只有咱们能够干得比较顺利。

程惊雷:对,然后推进什么?以能源形态推进人类命运共同体。
贾可:这就大了去了。
程惊雷:这个东西中国在未来五年必然能真正破局,为什么?因为风光氢氨醇——全世界到处都可以生产。
贾可:对,大部分地方都可以。今天听您这么一说,我深刻理解了这个事。今年5月我的轩辕汽车栏目论坛,我要把它当做一个重要板块来讲。
程惊雷:下一步,等到3月份两会开完,氢能、核聚变,包括其他五大产业,都会出台专项政策。
贾可:你现在是香饽饽了。
程惊雷:不是香饽饽,是大家越来越认识到这个问题了。前几年,大家都看不懂、不理解,摸索中。
贾可:是。所以我们同事一直在做这个题目,我就说你就找惊雷大哥。他们和你不熟,所以我今天亲自来跟你探讨、讨教。你给我掰开揉碎了讲了一课,非常好。