院士访谈 金之钧院士：天然氢勘探看到曙光，盼独立矿种落地破局

2026年3月，金之钧院士接受《石油与装备》全媒体采访现场

在全球低碳转型与能源安全双重需求下，氢能作为清洁能源的核心赛道备受关注。近日，金之钧院士围绕天然氢气勘探研究进展分享了最新成果，并就我国天然氢发展现状、瓶颈与未来布局展开深度解读。他表示，天然氢凭借清洁、廉价的核心优势，有望成为改变人类能源格局的关键赛道，我国经过20余年探索已看到勘探曙光，亟待政策与资金双重支持推动产业化突破。

需求迫切：氢能赛道遇阻，天然氢成新方向

“2050年全球天然氢轻工业用量预计达4亿吨，中国占比25%达1亿吨，是全球最大需求国。”金之钧院士直言，氢能在低碳化、零碳发展中占据特殊地位，不仅是清洁能源，还可实现调峰储能，应用场景覆盖发电、交通运输及甲醇、乙烯等化工品制备，市场需求潜力巨大。

但当前我国氢能供给体系却陷入“环保与成本两难”的困境。作为主流制氢方式的煤制氢（灰氢）碳排放居高不下，即便通过碳捕集埋存制成蓝氢，也会大幅推高成本；被广泛推崇的电解水制氢（绿氢）虽清洁，却因成本居高不下难以规模化，全国130多个绿氢项目去年仅产氢26万吨，占全国3700万吨用氢量的比例不足1%，“宣传效应远大于实际社会效益”。

在此背景下，天然氢勘探成为氢能发展的全新突破口。金之钧院士介绍，全球多地已发现天然氢自然泄露现象，岩石裂缝、海洋黑烟囱、温泉热泉等均为天然氢释放通道。非洲马里发现的全球首个具备商业开采价值的天然氢气田更具里程碑意义——该气田因1987年钻井工人抽烟引发气体爆炸偶然发现，氢气纯度达98%，其开采成本仅为电解水制氢的1/2至1/10，经济价值显著。这一发现也让天然氢勘探在全球掀起热潮，2023年该领域被列为全球科技十大突破第三位。

目前，全球天然氢勘探布局已全面展开：法国将天然氢纳入国家战略，美国成立专业勘探公司并获比尔盖茨风投基金支持，融资达3亿美元以上，澳大利亚、俄罗斯、巴西等多国设立矿种、划分勘探区块，全球专属天然氢勘探公司已达60余家。

中国探索：20余年深耕，技术与勘探双突破

我国对天然氢的研究始于上世纪90年代，历经20余年深耕，已实现从理论研究到勘探实践的全方位突破，形成国家、地方、企业、科研机构协同发力的布局格局。

从布局来看，国家层面持续加大科研投入：科技部在深地专项中设立2个天然氢研究项目，自然资源部地质调查局启动氢气勘探专项，自然基金委为金之钧院士团队提供1200万元资金支持天然氢基础研究；地方层面，内蒙古率先发力，两年前投入1000万元支持天然氢勘探，江苏、云南等省份紧随其后；企业端，中石油投资1.4亿元设立专项研究项目，中石化、国能集团、天然气管网公司等纷纷表达介入意愿，宁夏宝丰集团等民营企业也已提供实际资金支持；科研与产业层面，北京大学、中国地质大学、中科院等院校开展核心研究，2022年，国内首家天然氢专业勘探公司——内蒙古金氢勘探公司成立，填补了产业空白。

2025年10月8日，内蒙古自治区迎来我国能源探索史上的一个里程碑时刻——全国首口天然氢气科学探井“金氢科探1井”正式开钻。

在技术研究领域，我国团队攻克了天然氢勘探的多个核心科学难题。金之钧院士介绍，团队率先建立“天然氢气动态成藏模式”，突破了“天然氢分子活性强、易扩散难保存”的传统认知，证实只要地下氢供给量大于耗散与扩散量，即可实现天然氢成藏，马里气田正是这一模式的典型印证。同时，团队首次揭示天然氢存在游离态、水溶型、吸附型、固态四种赋存相态，为勘探方向提供了核心理论支撑。

针对不同相态天然氢的勘探，团队也取得专项突破：证实海泡石、坡缕石、硅藻土、煤系地层是吸附型氢的最优储层；发现深部压力下水溶型氢溶解度显著提升，推测深部水溶型氢广泛分布；并在实验室模拟出钛氢化合物，证实沉积盆地存在固态天然氢的可能性。

勘探实践方面，我国已构建起涵盖遥感、地面土壤取样、地下钻井、钻井监测的全链条立体勘探体系，在全国范围内完成重点区域取样与有利区筛选。金之钧院士透露，团队已在松辽、渤海湾、广东三水、鄂尔多斯等盆地，以及火山活动区、深大断裂带等区域开展勘探，内蒙古科探二井已显示出良好的氢、氦、甲烷异常，广东三水盆地更检测到大于6000ppm的氢异常，“这一数值在全球现有资料中均无报道，勘探潜力巨大。”2025年，团队在内蒙古完成两口勘探井钻探，为后续商业化勘探奠定了基础。

发展瓶颈：矿种未立+认知不足，双重制约产业化

尽管我国天然氢勘探已看到曙光，但金之钧院士坦言，当前产业发展仍面临两大核心瓶颈，成为制约天然氢从实验室走向产业化的关键障碍。

首要瓶颈是政策层面的矿种归属问题。“天然氢尚未成为独立矿种，没有独立矿种就无法颁发探矿权，合法勘探开发就无从谈起。”金之钧院士表示，目前团队完成的勘探井钻探均克服了诸多合规性困难，“没有探矿权，打井就存在非法风险，这是国家层面亟待解决的核心问题。”对此，他在今年全国两会期间，提出“建议自然资源部将天然氢气设立为独立矿种并颁发探矿权” 的建议，该建议已获自然资源部积极响应，相关专家论证工作即将启动。

第二个瓶颈是社会认知不足导致的资金短缺。金之钧院士介绍，目前仍有不少人对天然氢成藏持怀疑态度，认为其“天方夜谭”，这直接导致社会资金难以引入。而天然氢勘探是典型的“勘探先行”领域，打井、取样、监测等环节均需要大量资金投入，“仅靠理论研究无法推进产业化，没有资金打井，一切都是空谈。”他坦言，目前团队的研究与勘探工作主要依靠国家科研资金和少数有远见的企业支持，与美国相关企业3亿美元的融资规模相比，资金缺口巨大，“如果有3亿元人民币专项勘探资金，我们的勘探进度将大幅提升。”

值得欣慰的是，当前已有不少企业嗅到天然氢的发展潜力。除宁夏宝丰集团外，江苏、深圳的民营企业及国家管网清洁能源公司均已表达投资意愿，“国企、民企共同参与的格局正在形成，这是天然氢产业发展的重要利好”。

未来布局：锚定韧性能源体系，打造清洁能源新增长点

在“十五五”能源规划编制的关键节点，天然氢在我国能源体系中的定位与发展路径成为关注焦点。金之钧院士表示，构建“韧性能源体系”是未来我国能源发展的核心原则，而这一体系的关键在于兼顾化石能源与清洁能源的平衡发展，天然氢将成为清洁能源的重要新增长点。

他指出，当前我国化石能源占比仍达70% 以上，非化石能源占比仅21.7%，预计到2050年两者占比各达50%才是理想状态。因此，在积极发展清洁能源的同时，仍需持续加强化石能源的勘探开发，而天然氢、地热等新型清洁能源的探索，将为能源结构转型提供关键支撑。其中，天然氢的资源潜力尤为可观——美国地质调查局的数字模拟显示，全球天然氢资源量高达5.6万亿吨，若按2%的比例实现可开发转化，其能量相当于现有所有油气和化石能源总量的两倍，“一旦实现商业化开采，将彻底改变人类的能源格局。”

相较于灰氢、绿氢，天然氢的差异化优势十分显著。金之钧院士表示，灰氢因碳排放问题，在2030年碳达峰后将难以为继；绿氢当前单价超20元/公斤，高昂的成本使其难以规模化应用；而天然氢兼具清洁与廉价两大优势，是氢能发展的最优方向。在“十五五”能源结构中，天然氢将重点聚焦勘探技术研发与有利区验证，为后续规模化应用奠定基础。

对于即将与中石油合作开钻的勘探井，金之钧院士满怀期待：“广东三水盆地和内蒙古的勘探井均显示出良好的天然氢异常，我们对试气结果充满信心。”

他表示，团队现阶段已实现天然氢成藏理论、赋存相态、勘探体系的多重突破，接下来只需等待勘探井试气的标志性成果，而这一成果也将成为我国天然氢产业化的关键里程碑。

破局建议：政策+资金+人才，三位一体推发展

为推动我国天然氢产业快速发展，金之钧院士提出了三位一体的发展建议。首先是加快政策落地，尽快推动天然氢气成为独立矿种并颁发探矿权，为勘探开发扫清合规性障碍，同时建议国家设立天然氢勘探专项资金，加大科研与勘探的资金支持力度。其次是鼓励多元资本参与，希望更多国企、民企关注并投入天然氢勘探领域，形成“国家引导、市场主导”的投融资格局。最后是加强人才培养与学科建设，筹划设立“天然氢气地质学”专业学科，为产业发展储备核心人才，同时持续开展科研立项，攻克天然氢成因、勘探、开发的核心技术难题。

谈及国际合作，金之钧院士透露，马里总统高级顾问曾向北大团队抛出合作橄榄枝，希望中国企业参与当地天然氢开发，但因当地安全条件暂未推进，“未来待条件成熟，国际合作将成为我国天然氢产业发展的重要补充。”

“经过20余年的探索，我们已经在天然氢勘探领域看到了曙光，这是一个值得全力以赴的赛道。”金之钧院士表示，天然氢的发展不仅关乎我国氢能产业的升级，更关乎全球能源格局的重构与低碳转型的实现，期待在政策、资金、人才的共同支撑下，我国能在天然氢商业化勘探开发中占据全球领先地位，为能源安全与双碳目标实现提供全新解决方案。（来自《石油与装备》4月）

作者：姜娜