［本站讯］11月5日，山东大学威海前沿交叉科学研究院李佳硕教授团队与华中科技大学陈新宇教授团队、哈佛大学合作，在Nature（《自然》）以加速预览形式在线刊发论文《氢能衍生物助力中国实现全系统低成本碳中和转型》（Hydrogen Derivatives Enable Cost-Effective Carbon Neutrality in China）。华中科技大学为论文第一完成单位，山东大学为论文共同通讯作者单位。研究首次构建了面向未来能源系统情景仿真优化的国家级能源系统大模型，绘制出中国高精度能源转型路线图，揭示了氢及氢能衍生物对实现全系统低成本碳中和的关键作用。

当前我国风光装机规模持续增长，但面临可再生能源消纳受限、投资回报下滑的难题，重载运输、航运、部分工业环节难以实现全面电气化，2025年原油对外依存度达72.7%，能源安全压力突出。研究团队通过拓展电力系统数字孪生模型，建成电‑氢‑衍生物耦合国家级能源系统大模型HeD‑MISSION。该模型整合40年小时级气象、火电机组、电力需求、各类交通输运网络、船舶轨迹、多类用能部门与工业设施海量数据，覆盖7类能源载体，实现全链条一体化仿真规划，决策变量上亿。基于模型生成高精度能源转型路线图，研究发现弃风弃光资源用来生产氢能衍生物具备经济优势，两系统融合可提升新能源消纳能力，近期优先用于重卡等石油替代；三北地区将成为衍生物核心生产基地；该路径可低成本推动全系统碳中和，最优情景下2045年前后有望摆脱原油进口依赖，显著推动能源GDP增长、持续扩大清洁能源就业、并促进各省份共享低成本转型收益。

中国可再生能源-电力-氢能-衍生物系统耦合规划大模型框架

该研究提出的“可再生能源+电力+氢能衍生物”协同转型方案，为我国在保障能源安全的前提下以可负担成本实现碳中和提供了系统性路径选择，也为其他经济体应对国际能源市场波动、实现经济可负担的深度脱碳提供了有益借鉴。研究得到国家自然科学基金等项目资助。

华中科技大学教授陈新宇为论文第一作者、领衔通讯作者，博士研究生郭昕扬为共同第一作者、共同通讯作者。山东大学教授李佳硕为本论文的共同通讯作者，承担了转型策略设计、能源设施部署和成本效益分析等工作。