2026年3月，金之鈞院士接受《石油與裝備》全媒體采訪現(xiàn)場

在全球低碳轉(zhuǎn)型與能源安全雙重需求下，氫能作為清潔能源的核心賽道備受關(guān)注。近日，金之鈞院士圍繞天然氫氣勘探研究進展分享了最新成果，并就我國天然氫發(fā)展現(xiàn)狀、瓶頸與未來布局展開深度解讀。他表示，天然氫憑借清潔、廉價的核心優(yōu)勢，有望成為改變?nèi)祟惸茉锤窬值年P(guān)鍵賽道，我國經(jīng)過20余年探索已看到勘探曙光，亟待政策與資金雙重支持推動產(chǎn)業(yè)化突破。

需求迫切：氫能賽道遇阻，天然氫成新方向

“2050年全球天然氫輕工業(yè)用量預計達4億噸，中國占比25%達1億噸，是全球最大需求國。”金之鈞院士直言，氫能在低碳化、零碳發(fā)展中占據(jù)特殊地位，不僅是清潔能源，還可實現(xiàn)調(diào)峰儲能，應用場景覆蓋發(fā)電、交通運輸及甲醇、乙烯等化工品制備，市場需求潛力巨大。

但當前我國氫能供給體系卻陷入“環(huán)保與成本兩難”的困境。作為主流制氫方式的煤制氫（灰氫）碳排放居高不下，即便通過碳捕集埋存制成藍氫，也會大幅推高成本；被廣泛推崇的電解水制氫（綠氫）雖清潔，卻因成本居高不下難以規(guī)模化，全國130多個綠氫項目去年僅產(chǎn)氫26萬噸，占全國3700萬噸用氫量的比例不足1%，“宣傳效應遠大于實際社會效益”。

在此背景下，天然氫勘探成為氫能發(fā)展的全新突破口。金之鈞院士介紹，全球多地已發(fā)現(xiàn)天然氫自然泄露現(xiàn)象，巖石裂縫、海洋黑煙囪、溫泉熱泉等均為天然氫釋放通道。非洲馬里發(fā)現(xiàn)的全球首個具備商業(yè)開采價值的天然氫氣田更具里程碑意義——該氣田因1987年鉆井工人抽煙引發(fā)氣體爆炸偶然發(fā)現(xiàn)，氫氣純度達98%，其開采成本僅為電解水制氫的1/2至1/10，經(jīng)濟價值顯著。這一發(fā)現(xiàn)也讓天然氫勘探在全球掀起熱潮，2023年該領(lǐng)域被列為全球科技十大突破第三位。

目前，全球天然氫勘探布局已全面展開：法國將天然氫納入國家戰(zhàn)略，美國成立專業(yè)勘探公司并獲比爾蓋茨風投基金支持，融資達3億美元以上，澳大利亞、俄羅斯、巴西等多國設(shè)立礦種、劃分勘探區(qū)塊，全球?qū)偬烊粴淇碧焦疽堰_60余家。

中國探索：20余年深耕，技術(shù)與勘探雙突破

我國對天然氫的研究始于上世紀90年代，歷經(jīng)20余年深耕，已實現(xiàn)從理論研究到勘探實踐的全方位突破，形成國家、地方、企業(yè)、科研機構(gòu)協(xié)同發(fā)力的布局格局。

從布局來看，國家層面持續(xù)加大科研投入：科技部在深地專項中設(shè)立2個天然氫研究項目，自然資源部地質(zhì)調(diào)查局啟動氫氣勘探專項，自然基金委為金之鈞院士團隊提供1200萬元資金支持天然氫基礎(chǔ)研究；地方層面，內(nèi)蒙古率先發(fā)力，兩年前投入1000萬元支持天然氫勘探，江蘇、云南等省份緊隨其后；企業(yè)端，中石油投資1.4億元設(shè)立專項研究項目，中石化、國能集團、天然氣管網(wǎng)公司等紛紛表達介入意愿，寧夏寶豐集團等民營企業(yè)也已提供實際資金支持；科研與產(chǎn)業(yè)層面，北京大學、中國地質(zhì)大學、中科院等院校開展核心研究，2022年，國內(nèi)首家天然氫專業(yè)勘探公司——內(nèi)蒙古金氫勘探公司成立，填補了產(chǎn)業(yè)空白。

2025年10月8日，內(nèi)蒙古自治區(qū)迎來我國能源探索史上的一個里程碑時刻——全國首口天然氫氣科學探井“金氫科探1井”正式開鉆。

在技術(shù)研究領(lǐng)域，我國團隊攻克了天然氫勘探的多個核心科學難題。金之鈞院士介紹，團隊率先建立“天然氫氣動態(tài)成藏模式”，突破了“天然氫分子活性強、易擴散難保存”的傳統(tǒng)認知，證實只要地下氫供給量大于耗散與擴散量，即可實現(xiàn)天然氫成藏，馬里氣田正是這一模式的典型印證。同時，團隊首次揭示天然氫存在游離態(tài)、水溶型、吸附型、固態(tài)四種賦存相態(tài)，為勘探方向提供了核心理論支撐。

針對不同相態(tài)天然氫的勘探，團隊也取得專項突破：證實海泡石、坡縷石、硅藻土、煤系地層是吸附型氫的最優(yōu)儲層；發(fā)現(xiàn)深部壓力下水溶型氫溶解度顯著提升，推測深部水溶型氫廣泛分布；并在實驗室模擬出鈦氫化合物，證實沉積盆地存在固態(tài)天然氫的可能性。

勘探實踐方面，我國已構(gòu)建起涵蓋遙感、地面土壤取樣、地下鉆井、鉆井監(jiān)測的全鏈條立體勘探體系，在全國范圍內(nèi)完成重點區(qū)域取樣與有利區(qū)篩選。金之鈞院士透露，團隊已在松遼、渤海灣、廣東三水、鄂爾多斯等盆地，以及火山活動區(qū)、深大斷裂帶等區(qū)域開展勘探，內(nèi)蒙古科探二井已顯示出良好的氫、氦、甲烷異常，廣東三水盆地更檢測到大于6000ppm的氫異常，“這一數(shù)值在全球現(xiàn)有資料中均無報道，勘探潛力巨大。”2025年，團隊在內(nèi)蒙古完成兩口勘探井鉆探，為后續(xù)商業(yè)化勘探奠定了基礎(chǔ)。

發(fā)展瓶頸：礦種未立+認知不足，雙重制約產(chǎn)業(yè)化

盡管我國天然氫勘探已看到曙光，但金之鈞院士坦言，當前產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨兩大核心瓶頸，成為制約天然氫從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵障礙。

首要瓶頸是政策層面的礦種歸屬問題。“天然氫尚未成為獨立礦種，沒有獨立礦種就無法頒發(fā)探礦權(quán)，合法勘探開發(fā)就無從談起。”金之鈞院士表示，目前團隊完成的勘探井鉆探均克服了諸多合規(guī)性困難，“沒有探礦權(quán)，打井就存在非法風險，這是國家層面亟待解決的核心問題。”對此，他在今年全國兩會期間，提出“建議自然資源部將天然氫氣設(shè)立為獨立礦種并頒發(fā)探礦權(quán)” 的建議，該建議已獲自然資源部積極響應，相關(guān)專家論證工作即將啟動。

第二個瓶頸是社會認知不足導致的資金短缺。金之鈞院士介紹，目前仍有不少人對天然氫成藏持懷疑態(tài)度，認為其“天方夜譚”，這直接導致社會資金難以引入。而天然氫勘探是典型的“勘探先行”領(lǐng)域，打井、取樣、監(jiān)測等環(huán)節(jié)均需要大量資金投入，“僅靠理論研究無法推進產(chǎn)業(yè)化，沒有資金打井，一切都是空談。”他坦言，目前團隊的研究與勘探工作主要依靠國家科研資金和少數(shù)有遠見的企業(yè)支持，與美國相關(guān)企業(yè)3億美元的融資規(guī)模相比，資金缺口巨大，“如果有3億元人民幣專項勘探資金，我們的勘探進度將大幅提升。”

值得欣慰的是，當前已有不少企業(yè)嗅到天然氫的發(fā)展?jié)摿Α３龑幭膶氊S集團外，江蘇、深圳的民營企業(yè)及國家管網(wǎng)清潔能源公司均已表達投資意愿，“國企、民企共同參與的格局正在形成，這是天然氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要利好”。

未來布局：錨定韌性能源體系，打造清潔能源新增長點

在“十五五”能源規(guī)劃編制的關(guān)鍵節(jié)點，天然氫在我國能源體系中的定位與發(fā)展路徑成為關(guān)注焦點。金之鈞院士表示，構(gòu)建“韌性能源體系”是未來我國能源發(fā)展的核心原則，而這一體系的關(guān)鍵在于兼顧化石能源與清潔能源的平衡發(fā)展，天然氫將成為清潔能源的重要新增長點。

他指出，當前我國化石能源占比仍達70% 以上，非化石能源占比僅21.7%，預計到2050年兩者占比各達50%才是理想狀態(tài)。因此，在積極發(fā)展清潔能源的同時，仍需持續(xù)加強化石能源的勘探開發(fā)，而天然氫、地熱等新型清潔能源的探索，將為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型提供關(guān)鍵支撐。其中，天然氫的資源潛力尤為可觀——美國地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)字模擬顯示，全球天然氫資源量高達5.6萬億噸，若按2%的比例實現(xiàn)可開發(fā)轉(zhuǎn)化，其能量相當于現(xiàn)有所有油氣和化石能源總量的兩倍，“一旦實現(xiàn)商業(yè)化開采，將徹底改變?nèi)祟惖哪茉锤窬帧！?/p>

相較于灰氫、綠氫，天然氫的差異化優(yōu)勢十分顯著。金之鈞院士表示，灰氫因碳排放問題，在2030年碳達峰后將難以為繼；綠氫當前單價超20元/公斤，高昂的成本使其難以規(guī)模化應用；而天然氫兼具清潔與廉價兩大優(yōu)勢，是氫能發(fā)展的最優(yōu)方向。在“十五五”能源結(jié)構(gòu)中，天然氫將重點聚焦勘探技術(shù)研發(fā)與有利區(qū)驗證，為后續(xù)規(guī)模化應用奠定基礎(chǔ)。

對于即將與中石油合作開鉆的勘探井，金之鈞院士滿懷期待：“廣東三水盆地和內(nèi)蒙古的勘探井均顯示出良好的天然氫異常，我們對試氣結(jié)果充滿信心。”

他表示，團隊現(xiàn)階段已實現(xiàn)天然氫成藏理論、賦存相態(tài)、勘探體系的多重突破，接下來只需等待勘探井試氣的標志性成果，而這一成果也將成為我國天然氫產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵里程碑。

破局建議：政策+資金+人才，三位一體推發(fā)展

為推動我國天然氫產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，金之鈞院士提出了三位一體的發(fā)展建議。首先是加快政策落地，盡快推動天然氫氣成為獨立礦種并頒發(fā)探礦權(quán)，為勘探開發(fā)掃清合規(guī)性障礙，同時建議國家設(shè)立天然氫勘探專項資金，加大科研與勘探的資金支持力度。其次是鼓勵多元資本參與，希望更多國企、民企關(guān)注并投入天然氫勘探領(lǐng)域，形成“國家引導、市場主導”的投融資格局。最后是加強人才培養(yǎng)與學科建設(shè)，籌劃設(shè)立“天然氫氣地質(zhì)學”專業(yè)學科，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展儲備核心人才，同時持續(xù)開展科研立項，攻克天然氫成因、勘探、開發(fā)的核心技術(shù)難題。

談及國際合作，金之鈞院士透露，馬里總統(tǒng)高級顧問曾向北大團隊拋出合作橄欖枝，希望中國企業(yè)參與當?shù)靥烊粴溟_發(fā)，但因當?shù)匕踩珬l件暫未推進，“未來待條件成熟，國際合作將成為我國天然氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要補充。”

“經(jīng)過20余年的探索，我們已經(jīng)在天然氫勘探領(lǐng)域看到了曙光，這是一個值得全力以赴的賽道。”金之鈞院士表示，天然氫的發(fā)展不僅關(guān)乎我國氫能產(chǎn)業(yè)的升級，更關(guān)乎全球能源格局的重構(gòu)與低碳轉(zhuǎn)型的實現(xiàn)，期待在政策、資金、人才的共同支撐下，我國能在天然氫商業(yè)化勘探開發(fā)中占據(jù)全球領(lǐng)先地位，為能源安全與雙碳目標實現(xiàn)提供全新解決方案。（來自《石油與裝備》4月）

作者：姜娜