氫能被譽為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，是可再生能源高效利用的重要載體、搶占未來科技制高點的重要抓手和推動工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵介質(zhì)。中國將氫能產(chǎn)業(yè)視為實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要支撐，并發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》。鉑族金屬是電解水制氫和燃料電池的高效催化劑，在氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)揮著不可或缺的關(guān)鍵作用。然而，作為全球最大的鉑消費國，中國超過95%的鉑資源依賴海外供應(yīng)，這導(dǎo)致中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展極易受到國際鉑供應(yīng)中斷的影響。在此背景下，厘清鉑資源-氫能-碳中和系統(tǒng)關(guān)聯(lián)關(guān)系及解耦策略，對規(guī)避潛在供應(yīng)風(fēng)險及促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)安全高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要。

近日，中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所陳偉強團(tuán)隊構(gòu)建了鉑資源-氫能-碳中和系統(tǒng)耦合的綜合評估模型，解耦厘清了鉑資源循環(huán)、氫能發(fā)展路徑和氣候目標(biāo)之間的紐帶關(guān)聯(lián)。結(jié)果表明，氫能的蓬勃發(fā)展將推動中國的鉑金屬累計需求達(dá)到4200至5000噸。這些需求大部分是通過有限的海外供應(yīng)來滿足，易受到價格波動和地緣政治風(fēng)險的影響。城市礦產(chǎn)循環(huán)利用將有效緩解氫能發(fā)展的鉑約束，進(jìn)而降低碳中和的關(guān)鍵金屬資源成本及風(fēng)險。研究建議中國積極參與全球鉑資源安全治理，大力研發(fā)低鉑/無鉑的氫能高效制備及應(yīng)用技術(shù)，加速布局鉑金城市礦產(chǎn)勘探及高效循環(huán)利用技術(shù)，打通鉑金傳統(tǒng)利用及氫能利用的循環(huán)連接通道。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》子刊PNAS Nexus上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會國際（地區(qū)）合作項目和面上項目、中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所揭榜掛帥項目、國家電網(wǎng)科技項目、國家社會科學(xué)基金重大項目等資助。

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鉑金-氫能-碳中和路徑的關(guān)聯(lián)耦合機制示意圖