中国院士：废水制绿氢替代灰氢就像给工厂换零碳心脏

维克·2025-09-02

近日举行的第十期 “上证・院士说” 活动里，中国工程院院士、华东理工大学教授汪华林接受上海证券报专访聊起碳污协同治理和新能源发展这两个话题，其中 “用废水制绿氢替代化石燃料制灰氢” 的技术方向，特别让人关注。

咱们国家是全球最大的制氢国，一年能产大约 3000 万吨氢，但这里面 96% 都是高碳排放的 “灰氢”—— 靠化石燃料制备的老办法，一直是能源领域碳排放和污染的大难题。

汪华林院士团队研发的 “废水旋流压电直接制氢技术”，正好戳中了这个痛点，算是个实打实的创新：它能利用工业废水本身的动能，再结合材料的压电效应，直接产出氢气。

既解决了工业废水污染环境的麻烦，又给工厂供上了清洁低碳的可再生能源，真正做到了 “变废为宝”。现在这项技术已经入选教育部氢能绿色制造关键核心技术攻关项目，在绿氢制备这块儿，算是个挺重要的成果了。

不过废水制绿氢能突破，不是凭空冒出来的创新，是汪华林院士团队长期扎在碳污协同治理里磨出来的。

之前他们发现了旋流器里颗粒 “又自转又公转”、还能诱导界面振荡的现象，这给碳污减排打下了核心技术基础。

基于这个发现做出来的旋流自转分离技术，早就成了工业碳污减排的 “多面手”：

全国汽柴煤油品升级的时候，它把分离精度从微米级提到了离子分子级，从源头就减少了硫污染；“川气东输” 工程里，它打破了国外技术垄断，给高酸天然气的旋流减污降碳开辟了新路子；海上油气开采平台空间小，它还能适配，甚至不用加破乳剂，解决了不少环保难题。

现在这技术已经服务了全国 27 个省区市的 200 多个化工装置，连 “一带一路” 沿线 4 个国家的 10 多套大型设备也在用，为废水制绿氢落地攒了不少工业实践经验。

在汪华林院士眼里，用绿氢替代灰氢只是碳污协同治理里的 “关键一步”，真正要做的是把 “原料、燃料、工艺” 都换成更绿色的，实现整个系统的重构。

比如原料端，把催化转化和旋流分离技术结合起来，能把废塑料变成化工原料——长三角有个化工园区靠这个，把塑料废弃物的资源化率从 30% 提到了 80%，一年能减碳 5 万吨。

工艺端更明显，他们给某炼油厂设计的 “旋流耦合微通道分离” 物理法废水处理工艺，让废水回用率从 60% 涨到 95%，还顺带减少了 12% 的碳排放，这下真能看出 “工艺升级就是减排”。

而废水制绿氢作为燃料替代的核心办法，跟原料、工艺替代搭着来，一起推动工业生产全流程变绿。

聊到氢能整个赛道，汪华林院士提了三个关键词：“规模化、绿色化、融合化”。

除了用废水制绿氢，现在垃圾制氢、废弃生物质制氢这些技术也在慢慢把绿氢的成本降下来；储氢的时候，高压储氢、氢风险感知技术解决了安全和密度的难题；用氢的场景也越来越多，绿氢进化工、氢炼钢、氢能源交通都在加速落地。

另外，生物质能作为氢能的补充，潜力也不小——咱们国家每年有 8 亿吨农业废弃物，还有不少畜禽粪便，靠技术能把它们变成 “液态阳光石油”。比如秸秆热解做出来的汽柴航油，比传统石油减排 66%；地沟油加氢做生物航煤，已经在镇海炼化 10 万吨项目里实现商业化了。

还有团队研发的 “旋流振荡碳捕集与再生工艺”，把 CCUS（碳捕获、利用与封存）的成本降到了 180 元 / 吨，设备占地还少了 40%，给氢能产业发展托了底。

至于未来，预计到 2035 年的时候，氢能占比节节攀升，成为咱们国家终端能源消费的重要组成部分。

他建议重点攻三个方向：低成本绿氢制备（比如光催化制氢）、氢 - 氨 - 醇多能联产系统、跨区域氢能管网的智能调度。

现在他的团队还在接着优化污水制氢技术，推进电氢协同转化——比如二氧化碳加氢做航油，已经到中试验证阶段了。

汪华林院士指出，新能源赛道的潜力，不在替代，而在创造——创造新的产业形态，还有新的经济增长点。

这句话用来形容废水制绿氢技术，再贴切不过了。等越来越多工厂换上这颗 “零碳心脏”，工业领域的绿色转型肯定能更有劲儿，实现 “双碳” 目标也能走得更稳。