在“双碳”目标牵引下，氢能被寄予厚望，但制氢环节的碳排放与成本问题仍是产业化绕不开的门槛。
长期以来，氢气在工业领域应用广泛，来源却以化石能源制氢为主，若叠加碳捕集等配套不足，难以满足绿色低碳要求。
如何在保障供应的同时降低排放、提升经济性，成为氢能从示范走向规模化的关键课题。
围绕这一“卡点”，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员、上海氢田新材料科技有限公司董事长于庆凯带领团队推进天然气裂解氢碳联产技术研发。
该技术以甲烷等天然气组分为原料，通过裂解反应在不引入氧化过程的条件下，同时产出氢气与高纯碳材料。
与传统伴随二氧化碳排放的制氢路线相比，氢碳联产以“产物即固碳”的方式减少温室气体排放压力，也为碳材料提供了新的供给来源，成为绿色氢碳生产的重要探索方向之一。
相关技术已获得国家重点研发计划支持。
从原因看，氢碳联产路线受到关注，既源于产业对“低碳且可负担”的现实需求，也与我国天然气资源开发利用及新材料产业布局密切相关。
一方面，化工、冶金等行业对氢气需求稳定增长，加氢站等基础设施建设提速，亟需在用氢端附近形成更灵活的供给方案；另一方面，高纯碳材料在先进制造、新能源等领域应用广泛，若能在制氢过程中同步产出高附加值碳材料，有望改善项目整体经济性，提升绿色制氢的市场可行度。
于庆凯认为，我国在新材料与化工等前沿方向投入持续、创新要素集聚，为科研成果走向工程化提供了土壤。
在影响层面，若该类技术实现稳定连续运行并形成可复制的工程方案，将可能在三个方面释放效应：其一，为绿色制氢提供更贴近终端的选择，在化工园区、加氢站等分布式场景中减少运输与储存环节的成本与风险；其二，推动甲烷资源高值化利用，通过“氢气+高纯碳材料”联产提高能量与材料双重利用效率；其三，为构建多元低碳能源体系提供增量技术工具，与可再生能源制氢、工业副产氢等路径形成互补，增强氢能供应韧性。
不过，技术走向规模化仍面临工程化考验。
当前团队正集中攻克裂解反应系统连续运转等关键瓶颈，目标是尽快将稳定连续运行时间提升至更长周期，并推动设备可靠性、能效水平和产品稳定性达到工业应用要求。
按照团队规划，未来半年至两年内将推动技术产业化落地，并计划于2026年在天然气资源较为丰富的四川开展示范应用。
在市场布局上，团队提出两条思路：一是在天然气产区开展规模化生产，降低原料与物流成本；二是在氢气需求集中的化工领域以及加氢站等场景推进分布式制氢，贴近用氢端提升响应效率。
面向下一步发展，业内普遍期待在政策、标准与产业协同方面形成更强支撑。
一是完善绿色氢认定与核算体系，将不同制氢路径的全生命周期排放纳入统一评价框架，为技术路线竞争提供明确规则；二是推动示范项目与应用场景衔接，支持在园区、交通等领域形成可持续商业模式；三是加强产业链协同，围绕天然气供应、装备制造、氢气储运与终端应用构建系统化解决方案，同时对副产碳材料的质量标准、应用准入和市场拓展给予配套保障，避免“技术可行但市场消化不足”的风险。
从前景判断看，随着氢能商业化进程加速，绿色制氢将从“有没有”转向“好不好、贵不贵、稳不稳”。
氢碳联产作为兼顾减排与经济性的路线，若能在连续化、规模化和安全性上取得突破，并在典型场景中跑通成本与收益模型，有望成为部分地区和行业的有效补充。
其价值不仅在于提供低碳氢气，更在于以材料联产提升资源利用效率，为能源转型提供可落地的工程选项。
从实验室的创新火花到产业化的燎原之势，氢碳联产技术正成为我国能源革命的重要注脚。
这项突破不仅彰显了科技工作者直面“卡脖子”难题的担当，更揭示了绿色发展与经济增长协同共生的可能性。
随着技术迭代与生态完善，中国有望在全球清洁能源竞赛中打造出独具特色的“氢能方案”，为构建人类命运共同体贡献东方智慧。