“精準剪接”煤分子，完成煤炭清潔利用，實現這一構想離不開先進、高效的催化劑，同時還要摒棄傳統的氧助氣化過程，有“綠氫”的幫助才能做到。

氫氣在自然界不存在，需要人工獲取，還要儲存、轉換和應用。所謂“綠氫”，是指通過風能、光能等可再生能源發電，再用清潔的電力分解水制備出的氫氣。這被認為是未來獲取氫能的主要方式。但電解水制氫的成本比較高，全球每年消耗的5000萬噸左右氫氣中，僅有4%來自電解水，而且所用電能也非全部來自可再生能源。大多數氫氣來自化石能源，其中又以煤制氫價格最便宜。但以煤制氫，又免不了排放二氧化碳。

科研人員正在開發高效、便利、低成本獲取“綠氫”的途徑。比如，發展大規模、低能耗、高穩定性的電解水制氫新技術，通過材料和過程的創新降低能耗和成本等。專家認為，如果人們能夠比較經濟地獲得“綠氫”，未來就能形成一條比較完善的氫能產業鏈，推動氫能在各個行業的應用，最終甚至會形成一套獨立于石油天然氣和電力的新體系。

氫氣的價值遠不止助力煤炭清潔利用。包信和認為，氫能利用效率高、無污染，還能與多種能源耦合，可以說是實現碳中和目標的關鍵。當今能源體系是由化石能源產生電力、液體燃料，再到達最終用戶。在未來能源構架中，氫能將與電力一起居于核心位置，為終端用戶供能。

在能量釋放效率上，氫燃料電池技術比內燃機更高，氫氣有潛力取代汽油，在交通領域有廣闊的應用前景。又如，傳統的煉鋼方式，主要通過焦炭燃燒提供還原反應所需要的熱量，并產生還原劑一氧化碳，將鐵礦石還原得到鐵，再把鐵煉成鋼，整個過程會產生大量的二氧化碳；氫能煉鋼則利用氫氣替代一氧化碳做還原劑，其還原產物為水，從而極大降低煉鋼的二氧化碳排放。“以氫代煤”有望引領鋼鐵行業綠色轉型。

氫能要想大規模使用，除了需降低制備成本外，儲存和輸運也是必須克服的難題。針對這一痛點，我國科研人員探索“液態陽光甲醇”技術路線，即將“綠氫”與二氧化碳結合制成液態甲醇。將太陽能等可再生能源儲存在甲醇中，提供了一條可再生能源儲存和輸運的新模式。這樣不僅可以解決氫氣儲運問題，還能中和二氧化碳。此外，甲醇使用后分解得到的二氧化碳和水，又是下一輪循環的載體。

中科院院士、中國科學院大連化學物理研究所太陽能研究部部長李燦介紹，經過多年攻關，我國完成了全球首套直接利用太陽能“液態陽光甲醇”合成技術的規模化示范工程，正在推廣10萬噸級“液態陽光甲醇”合成技術的工業化應用。