煤层气制氢零排 + 纳米碳突破，山西中兴环能抢滩氢能

当传统制氢企业还在为每生产 1mol 氢气排放 0.83mol 二氧化碳发愁时，山西中兴环能科技的车间里，煤层气正通过催化裂解同步产出氢气和高价值纳米碳材料 —— 整个过程 CO₂排放量仅 0.05mol/mol H₂，近乎零排放。这家扎根晋东的国家级高新技术企业，不仅解决了煤层气（俗称 “瓦斯”）的高值利用难题，更用 “碳氢共生” 技术打通了氢能与纳米碳材料的产业链，成为少有的能同时提供零排放制氢方案和纳米碳应用产品的企业。

截至 2024 年，中兴环能已建成年产 500 吨纳米碳、240 万立方氢气的示范线，拿下 1500 万立方 / 年的氢能合作订单，其纳米碳材料更通过德国 Eisenhuth Gmbh 验证，成功用于燃料电池双极板。在氢能赛道愈发拥挤的当下，这家带着 “产学研基因” 的企业，正凭借独特的技术路径抢占产业链关键环节。

从 “瓦斯治理” 到 “碳氢共生”：一家山西企业的技术突围

山西作为煤炭大省，煤层气资源储量占全国 1/3，但长期以来，除部分用于民用燃气外，大量煤层气因收集难、利用成本高被直接排空 —— 既浪费能源，又加剧温室效应。2014 年，中兴环能在阳泉成立时，就瞄准了这一 “痛点”：能否将煤层气转化为更高价值的产品？

答案藏在 “甲烷热分解” 技术里。与传统制氢方式相比，中兴环能的核心突破在于 “碳氢不分离”：以煤层气为原料，在 750-850℃催化条件下，甲烷（CH₄）裂解为氢气（H₂）和纳米碳材料（C），整个过程无需消耗额外水资源，且几乎不排放 CO₂。

其技术优势在数据上尤为明显：

碳排放对比：传统煤气化制氢每产 1mol 氢气排放 0.83mol CO₂，中兴环能的技术仅排放 0.05mol，若算上非碳能源排放，传统方式为 0.5mol，而中兴环能为 0；

能源效率：系统净能量产出达 15%-20%，远超甲烷水蒸气重整（74% 转化效率）和煤气化（60% 转化效率）；

经济性：制氢同时产出高价值纳米碳（如纳米洋葱碳），每吨售价 2-8.5 万元，大幅摊薄制氢成本。

“传统制氢是‘单条腿走路’，只产氢不考虑碳的价值；我们是‘两条腿’，氢和碳都能卖钱。” 中兴环能总经理曾提到，这一 “碳氢共生” 模式让制氢经济性提升 30% 以上，也让煤层气从 “安全隐患” 变成了 “资源宝藏”。

要实现这一技术，核心在于催化剂和反应系统。中兴环能自主研发的非贵金属催化剂，在 750-850℃下转化效率超 80%，寿命达 100 小时以上，产出率（催化剂与产物比）达 1:10，且成本仅为贵金属催化剂的 1/5；其设计的连续化反应系统，能实现煤层气 “进料 - 裂解 - 分离 - 循环” 全流程自动化，目前已建成 4 条吨级碳氢生产线，纳米洋葱碳产量占比超 75%。

产学研基因加持：院士团队背书，10 项专利筑牢技术壁垒

中兴环能的技术底气，离不开深厚的产学研积淀。翻开公司的合作名单，南洋理工大学、太原理工大学、电子科技大学等高校赫然在列，其中新加坡工程院院士曾少华团队的加入，更是为其氢能技术注入了国际视野。

曾少华院士长期深耕燃料电池与制氢技术，是南洋理工大学能源研究院联席院长，其团队在氢能储运、燃料电池双极板领域的研究成果，与中兴环能的业务高度契合。双方合作开发的燃料电池双极板，以中兴环能的纳米碳材料为核心原料，通过模压成型实现了多项关键指标突破：密度 > 1.90g/cc、电阻率 <12μΩm、抗压强度> 100MPa，在 87KW 燃料电池中，单台需 145Kg 纳米碳材料 —— 若按年产 10 万台燃料电池计算，仅这一领域年需求就达 1.5 万吨，而中兴环能当前 500 吨 / 年的产能，未来仍有巨大扩张空间。

除了国际合作，中兴环能与太原理工大学的 “本土化联动” 同样关键。双方共建的 “山西省煤层气高值利用校企研究生教育创新中心”，已培养 10 余名专业人才，共同研发的 “煤层气催化裂解零排放制备纳米碳材料” 技术，获 2016 年山西省科技成果转化专项支持，并于 2018 年通过省科技厅验收。截至目前，中兴环能已累计获得 7 项发明专利、3 项实用新型专利，涵盖催化剂制备、反应装置、纳米碳纯化等全产业链环节，其中 “一种连续化制备纳米碳材料的装置” 专利，更是解决了纳米碳规模化生产的关键瓶颈。

这种 “科研 + 人才 + 中试” 的模式，让中兴环能避免了很多创业公司 “技术落地难” 的困境。例如，其开发的纳米碳润滑添加剂，通过与太原理工大学合作测试，在采煤机高压管道密封圈中加入 2.5wt% 纳米碳后，耐磨时间从 72 小时飙升至 5000 小时，这一成果已转化为实际产品，打入煤炭、机械制造等领域。

从氢能到纳米碳：5 大应用场景打开百亿市场

中兴环能的野心，不止于制氢 —— 通过 “制氢 + 纳米碳” 双轮驱动，它正试图覆盖氢能产业链和纳米碳应用的多个关键环节。目前，其已转化形成 5 类核心产品，每一类都瞄准了百亿级市场：

1. 氢能：瞄准工业与交通场景，1500 万立方订单落地

中兴环能的氢能产品主要面向工业气体和燃料电池车领域。2020 年建成的碳氢一体化示范线，已实现氢气纯度 99.999%，满足燃料电池车加氢需求。目前公司已与胜科集团、精英投资达成合作，计划 2021 年底开工建设加氢燃烧发电示范项目，总投资 1800 万元。按规划，二期项目将年产 2000 万立方氢气，达产后年销售收入 2800 万元，若按氢能产业链 2.5 万亿美元的远期规模计算，其成长空间巨大。

2. 燃料电池双极板：抢占氢能核心部件赛道

如前文所述，燃料电池双极板是中兴环能的战略级产品。除德国企业验证外，公司还与国内多家燃料电池厂商合作，开发适配不同功率的双极板产品。按当前市场价格，石墨化纳米碳材料每吨售价 7-8 万元，500 吨产能可实现产值 3500-4000 万元，若二期 5000 吨产能落地，仅这一业务就能贡献 2-2.5 亿元营收。

3. 纳米碳润滑材料：从煤炭到汽车的跨界应用

针对煤炭、机械等高磨损行业，中兴环能开发了富勒烯润滑油、纳米碳抗磨剂等产品。其中富勒烯机油节能增效剂，可降低发动机磨损率 30%，目前已在山西焦煤集团等企业试用；用于超高压管道密封圈的纳米碳橡胶添加剂，更是将产品寿命提升 68 倍，成为公司营收的稳定来源。

4. 电池负极与导电浆料：切入新能源电池赛道

纳米洋葱碳作为高端负极材料，售价达 2-8.5 万元 / 吨，远超传统人造石墨（1.3-8 万元 / 吨）。中兴环能的纳米碳材料已用于锂离子电池负极和超级电容器，实验室数据显示，其替代商用导电剂后，超级电容器容量提升至 142.3 F/g，循环 5000 次后容量保持率仍达 86.9%。按 500 吨 / 年产能计算，仅电池领域就能实现 2250-3000 万元产值。

5. 吸波材料：拿下军工配套订单，拓展高端场景

依托磁性纳米碳材料的特性，中兴环能开发了碳基吸波涂料，在 2-18GHz 频率范围内最大吸波峰值达 - 25.6dB，有效带宽 2.2GHz，已通过相关保密资质认证，拿下 1000 万元军工配套资金，用于隐身技术成果转化。这一领域不仅附加值高，更能为公司提供稳定的订单支撑。

对于投资者而言，中兴环能的吸引力在于 “技术稀缺性 + 场景确定性”：一方面，“碳氢共生” 制氢技术在国内少有人掌握，且符合 “双碳” 政策方向；另一方面，氢能、燃料电池、新能源电池等场景均处于高速增长期，市场需求明确。不过挑战同样存在 —— 氢能基础设施尚不完善，纳米碳材料高端市场面临日本、韩国企业竞争，这些都需要公司在后续发展中逐步突破。

结语：氢能赛道的 “山西样本”，如何改写产业链规则？

在氢能赛道多由沿海企业主导的当下，中兴环能的崛起提供了一个 “内陆企业突围” 的样本：依托本地资源（煤层气）、绑定产学研（高校 + 院士团队）、聚焦细分领域（制氢 + 纳米碳），用差异化技术打开市场。

随着 “双碳” 目标推进，氢能将成为能源转型的关键拼图，而中兴环能的 “碳氢共生” 模式，不仅解决了制氢的碳排放痛点，更通过纳米碳提升了经济性 —— 这种 “一石二鸟” 的思路，或许正是其能在赛道中站稳脚跟的核心原因。

【创投观察】：未来，随着二期基地落地、更多应用场景验证，这家山西企业有望从 “技术提供者” 升级为 “产业链整合者”，甚至改写氢能与纳米碳材料的市场规则。正如曾少华院士所言：“氢能的未来不仅需要技术突破，更需要能将技术落地的企业，中兴环能正在做的，就是这样一件事。”