近年来，氢在世界范围内掀起一场全新的产业革命，形成氢能源、氢医学、氢农业三大研究应用领域。氢能源如火如荼，氢医学蓬勃发展，氢农业方兴未艾，当前，针对氢能源的研究已比较广泛深入，为摸清氢医学氢农业研发及产业化情况，推动山东氢医疗、氢健康、氢农业产业加快发展，省政府办公厅会同省科技厅、工业和信息化厅、农业农村厅、卫生健康委、市场监管局、药监局、黄河流域科创联盟氢专委等部门单位组成调研组，到省内和北京、上海、广东等省市有关部门、科研院所、高校、医院、企业调研，通过文献研究、实地调研、专家访谈、数据分析等多种方法，结合国内外最新研究成果和产业动态，全面梳理氢医学和氢农业发展现状及未来趋势，提出可操作性建议。
省氢医学临床研究中心
一、国内外现状和发展趋势
（一）氢医学现状和发展趋势
氢是一种无色、无味、无毒的气体。氢医学以氢的抗氧化、抗炎、抗凋亡和调控能 量代谢等生物学效应，在疾病治疗和健康管理中展现出巨大潜力。近年来，国内外氢医 学产学研同步发展，已从实验室走向健康和医疗市场。
国际上，氢医学研究主要集中在日本、 美国和欧洲等地30多个国家。日本起步较早，2007年日本医科大学太田成男教授在 《自然·医学》上发表研究成果：呼吸2%浓 度氢气可有效清除强毒性自由基，显著改善 脑缺血再灌注损伤，为氢医学研究奠定了基础，引发全球研发热潮。目前，氢医学研究几乎涵盖所有系统各类疾病，超过2000篇学术论文发表，其中临床研究突破160篇，主要包括中枢神经、心血管、消化、内分泌、呼吸、泌尿、生殖、皮肤、眼部、免疫以及肿瘤等系统疾病的治疗和预防。在临床应用上，氢气已被用于多种疾病治疗。如氢气吸入疗法，在日本已被用于脑缺血细胞活性保 护和慢性阻塞性肺病等疾病的治疗。此外，氢气在癌症辅助治疗、抗衰老及慢性病管理 中也取得初步成果。
我国氢医学研究起步较晚，但近年来发 展迅猛，理论和技术获得长足进展，进入世 界前列。国家自然科学基金已资助52家单位 共103个项目，中国学者氢医学论文占全球 半数以上。2008年海军军医大学教授孙学军 发表第1篇国际氢医学论文，拉开我国氢医 学研究序幕。目前，国内从事氢医学研究的 学者超过1000人，有解放军总医院、北京协 和医院、中日友好医院、上海长海医院、上 海华山医院等50多所知名三甲医院和高校参与，山东第一医科大学、上海交通大学、北京工业大学、西安交通大学、海军军医大学、天津医科大学、哈尔滨医科大学等研发团队，取得一系列研究成果。尤其是呼吸疾病领域权威钟南山、材料学家丁文江等院士团队的探索与突破，推动我国氢医学研究迈入新纪元。2020年氢氧气雾化机获批国家三 类医疗器械，氢氧吸入混合治疗被纳入新冠肺炎治疗方案，标志着氢医学正式纳入临床医疗体系。
随着氢医学研究的深入，全球氢健康产业加速发展，氢健康产品在国外市场广泛销售。日本、美国和欧洲多国推出多种产品， 吸氢机、氢水机等形成完整产业链。日本成为全球最大吸氢机市场和富氢水生产国，家用吸氢机超过全球市场30%，富氢水企业数量及专利申请量全球领先，2020年行业产值 达500亿日元。此外，氢食品、氢美容等新 兴领域也崭露头角。我国氢健康产业发展迅速，市场规模不断扩大，涌现出北京富氢 源、华氢生物，上海潓美医疗、纳诺巴伯， 广东卡沃罗、仪健实业、斯巴达等富氢水、 吸氢机、氢水机和电解槽知名企业。大多数企业主要面向海外，提供代工制造服务，向日韩、东南亚、欧洲、北美等市场出口，代工产品占国际市场80%，广东、上海、浙江、山东等产业化发展引领全国。
目前，氢健康产品已实现家庭化和智能化，但总体上氢医学研究与应用处于早期阶段，主要呈现以下发展趋势：一是基础研究 深化，针对氢的分子机制研究不断深入，例如氢气调节细胞的钙离子通道、铁卟啉效应 机制、动物细胞产氢潜力、氢与线粒体功能、氧化还原平衡的关系。二是临床应用拓 展，氢气氢水疗法在呼吸系统疾病、皮肤病 和心脑血管疾病等领域，展现出良好应用前 景。三是产业化进程加快，制氢设备等核心关键技术不断优化并形成产业链，家用消费 产品形成市场规模，大型家电企业着手布局。未来，随着靶向递送、联合疗法等技术 成熟和产业化推进，氢医学有望在疾病治疗和抗衰老、慢性病管理及康复等领域发挥更大价值。
聊城鲁西化工氢农业
（二）氢农业现状和发展趋势
氢是植物生长发育的16 种必需元素之一。氢农业以氢气的生物学效应，促进植物生长、提高农产品品质、增强作物抗逆性，为绿色农业和可持续发展提供新路径。近年 来，氢农业在全球范围内受到广泛关注，技术研发及产业化应用呈现快速上升趋势。 国际上，日本是氢农业的发源地，在氢农业技术研发和产业化应用方面积累了丰富 经验，特别是在农产品保鲜和土壤修复领域 取得显著成效，在氢水灌溉和氢纳米气泡水 技术方面处于领先地位。美国主要集中在氢 技术的环境效益上，如利用氢气处理农业废 弃物、净化农业用水等。欧盟则主要集中在温室气体减排和畜牧养殖效率提升方面，通过“绿色新政”支持氢农业技术的研发和试点，比如，荷兰、德国等国开始试点氢技术，推动在农业中规模化应用。
我国氢农业研究起步较晚，但近年来呈现爆发式增长，现处于世界领先地位。南京农业大学沈文飚教授是国内最早研究学者之 一，该团队在《生物化学和生物物理研究通 讯》发表研究论文，打破哺乳动物细胞缺乏 产氢能力的传统观点。目前，国家自然科学基金已资助17个项目，我国研究成果占全球90%以上，主要集中在作物增产、抗逆性提 升、保鲜技术、畜牧养殖等方面。南京农业 大学、广东农科院等在氢农业技术研发和应用方面取得重要突破，如富氢水灌溉、氢纳 米气泡水技术等。在技术形态上，气态用氢 （如氢气熏蒸）、液态用氢 （如富氢水、氢纳 米气泡水）和固态用氢（如镁基储氢材料、 氨硼烷等 等三种形式均有突破，尤其是固态储氢材料研究，为“氢肥料”和“氢饲 料”开发提供了可能。在产业化上，我国已将氢农业纳入“双碳”目标下的绿色农业发 展规划，上海、江苏等地出台政策支持氢农业试点项目，推广氢水灌溉、氢肥料等技术和产品，初步验证了技术可行性和经济性。 从2019年开始，沈文飚团队与法液空（世界五百强公司）合作在上海青浦和松江等地开展氢水稻、氢草莓、氢番茄、氢蓝莓和氢青菜的种植，并建立了氢水稻种植的团体标准。
目前，合作团队在上海氢农业规模每年可达到200多亩。 目前，氢农业总体上处于从实验室研究向规模化应用过渡的初期阶段，主要呈现以下发展趋势：一是技术多元化，气态用氢、液态用氢和固态用氢等多种形式并存，满足 不同农业场景的需求。需重点突破氢农业设备制造、氢肥料和氢饲料开发等关键核心技 术。二是应用范围扩大，从种植业扩展到养殖业，涵盖种子萌发、植物生长、农产品保鲜、畜牧业和水产品养殖等多个环节。三是环保与可持续发展，氢农业技术被广泛应用于农业废弃物处理和环境修复，推动绿色农业发展。未来，随着技术进步和政策支持，氢农业有望成为绿色农业的重要组成部分， 为实现农业可持续发展作出积极贡献。
二、山东发展特色和比较优势
（一）发展特色
氢医学研究处于国际前列。基础与临床研究起步早、成果显著、话语权强，研发团队处于国内第一方阵。泰山学者特聘专家、 山东第一医科大学教授秦树存，担任全国 （中国老年保健医学研究会氢分子生物医学分会）及全球性 （国际氢医学与生物学会）氢医学和氢生物学学术组织负责人。其团队主导合作的科研成果“氢分子对多器官组织 氧化应激相关损伤的保护作用”，获2014年省科技进步二等奖；应用新型氢供体纳米颗 粒创新慢性肝病氢分子疗法，编撰出版《氢 医学基础和应用》理论专著。我省2015年设 立泰山氢生物医学研究院、2022年设立氢分子生物医学研究省医药卫生重点实验室，泰安山东第一医科大学第二附属医院和临沂市中心医院，积极参与临床研究，促进科研带动产业发展。
氢医学应用推广走在全国前列。我省2021年将氢氧混合吸入医疗服务，率先纳入医保范围。从2022年起，将氢氧吸入止痛、 改善睡眠呼吸障碍、改善尘肺呼吸障碍、老年全髋围术期的临床应用，列为适宜卫生技术推广项目，引领全国。2009年设立泰山氢生物医学研究院科技展厅，成为国内首个氢生物医学科普展示教育基地。
制氢机设备研制首开全国先河。制氢机设备研制涉及电源电控、电解槽、质子交换膜三大核心技术及器件，我省在这方面基础扎实、种类齐全。上世纪80年代，国内最早纯净水电解制氢机研制始于山东，我省突破电源电控、电解槽等关键核心技术，成功研制全国首台电解制氢机。由当年研发团队形成的济南华杰恒信电子、浩伟实验仪器两企业，成为当今市场上电源电控、电解槽的骨干生产企业。质子交换膜被誉为氢产业“芯片”，淄博东岳未来氢能公司打破国外垄断，成为该领域国内产能规模最大的标杆企业。
淄博东岳未来氢能综合研发楼
载氢材料制备技术国际领先。氢气因其小分子易扩散特性，在常温常压条件下以可食用医用固态材料储存是世界性难题。山东绿色自由基科技研究院突破了这一难题，通过合成生物技术，研制出世界首款可食用医用固态载氢材料，为氢医学研究和产业化发展开辟了新空间。日照生命谷生物科技公司研制的国内首款固态负氢离子产品富氢牡蛎钙，有望打开氢保健食品的新赛道。
氢健康产业发展居全国前列。一是氢家电品类齐全，主要以氢水杯、吸氢机、家用及社区型氢水机等产品为主，产地集中在济南、青岛、临沂、淄博等地。青岛汲物科技、临沂千善等企业，处于全国第一方阵。目前，青岛海尔积极布局“氢能家电场景及技术”，开发基于氢能的家用热电联供产品。济南小鸭开始介入氢健康产业，正与外省相关企业合作，申报吸氢机三类医疗设备，布局家用氢健康产品。二是富氢水业态多样，既有天然的，也有制备的，多数企业与饮用水、纯净水共同生产，主要分布在泰安、临沂、淄博、威海等地。泰安富氢谷科技的鹤象氢泉、临沂水素水科技的水义氢水、淄博世博金都药业的六味富氢水、威海三伴石水业的东方昆嵛富氢水等品牌，是我省知名富氢水产品。三是氢保健服务专业，省内某特勤疗养中心2019年以来积极开展氢医学健康推广，提供富氢水和氢浴理疗服务，每年制备富氢水20多吨，理疗服务量1万多人次。泰安市等地部分高端度假村，也开始提供氢保健服务。
（二）比较优势
研发创新优势。一是有5支一流氢医学领军人才和团队。除山东第一医科大秦树存团队外，北京工业大学马雪梅团队、西安交通大学刘健康团队、海军医科大学孙学军团队、上海交通大学何前军团队，以人才引进、项目落地、技术合作等不同方式开展紧密合作。二是有21家省级临床医学研究中心做依托，涉及糖尿病与代谢疾病、心脑血管疾病、老年医学、骨科与运动康复、皮肤病、肿瘤放疗等领域，可为氢医学相关疾病临床应用研究提供支持。此外，南京农业大学沈文飚团队与鲁西化工集团合作的氢农业种植项目已在聊城落地，山东农业大学、山东省农业科学院和青岛农业大学等可为氢农业研发提供坚实支撑。三是有足够科研资金保障，近年来我省把发展氢产业作为重大战略，科研投入力度不断加大，可把氢医学氢农业研发作为重大项目予以支持。
产业发展优势。一是制造技术领先。我省拥有制氢机核心技术及配套零部件研发设计制造能力，特别是可食用医用固态载氢材料合成生物制造技术的突破，为高端氢健康产品研制提供了技术支撑。二是产业链完善。围绕氢能的制储运加用等各环节，聚集180多家氢能相关企业和研究机构，成为全国氢能产业链最为完整的省份之一。同时，家电产业、生物制造产业位居全国前列，海尔、海信、齐鲁制药、华熙生物等龙头企业具有全球竞争力和影响力，加之我省领先的氢产品研制技术，可有效带动氢健康产业整体快速发展。三是氢水资源丰富。拥有著名的优质地下水源地，泰山周边含氢矿泉水富集，崂山、昆嵛山、沂蒙山等区域优质矿泉水储量大，这为打造国内外知名富氢水品牌提供了资源保障。同时，我省是农业大省，拥有规模以上农产品加工企业1万多家，可为氢农业发展提供有力支撑。
应用场景优势。氢医学，主要应用于疾 病治疗和健康促进。在这方面，我省作为经济大省、人口大省，有完善的医疗、养老、 康复体系，庞大的老龄人口，医养结合示范省政策，数字化医疗基础设施，可为氢医学研究与应用转化提供独特的场景，主要体现在老年慢性病管理的场景化应用、康复与健康老龄化的创新场景、产业化推广与政策协同场景。氢农业，主要应用于作物种植、畜牧养殖、土壤修复。在这方面，我省作为农业大省，粮食、蔬菜、水果、畜牧等产业规模庞大，在氢肥与土壤修复、设施农业环境调控、特色农产品提质与品牌增值、政策与产业链协同路径等方面，可为氢农业技术的研究与转化提供多元化场景。
省氢医学临床研究中心
开放合作优势。我省拥有涵盖济南、青岛、烟台三个片区的山东自贸区高水平开放 平台，通过政策创新、平台赋能、产业链协同，可为氢医学、氢农业等新兴领域与日本 等国开展国际合作提供独特优势。一是降低合作成本。通过税收优惠、通关便利等政策，加速技术、资本、人才跨境流动。二是强化技术转化。可设立并依托中日联合实验室和临床研究基地，推动科研成果转化落地商业化。三是拓展应用场景。整合老龄化社会、农业大省需求，为氢技术提供规模化落 地场景。四是提升国际话语权。通过标准制定和第三方市场合作，增强山东在全球氢经济中的影响力。
三、面临的困难挑战
准入标准问题挑战。目前，日本、美国、欧盟都将氢气作为安全的食品添加剂纳 入目录，并认可其作为饮料保鲜、营养补充剂的功能，且无剂量限制，允许其在健康食 品、保健功能食品中开发应用。而我国仅将氢气作为食品工业的加工助剂使用，尚未取得完整的食品添加剂身份。加工助剂的使用原则是，应在制成最终成品之前除去，无法完全除去的，应尽可能降低其残留量，其残留量不应在最终食品中发挥功能作用。这一功能定位和准入限制，严重影响产学研各方资源投入的热情，特别是大企业战略投入的积极性，严重阻碍氢在健康领域的研发和产业化发展。我国在氢健康产品方面，至今尚无行业标准和国家标准，仅有一些行业协会商会组织制定的团体标准，比如氢水杯、氢水机、氢气机等团体标准。现在市面上流行的含氢包装饮用水等富氢水产品，既无富氢水行业标准，也没有富氢水生产销售许可，企业仅以普通饮用水或净水机制水的标准上市。
研发应用问题挑战。一是作用机制尚未完全阐明。氢气的作用机制，涉及复杂的分子生物学和化学过程，研究难度较大。尽管氢气已被证明具有抗氧化、抗炎、抗凋亡等多种生物学效应，但其具体作用机制仍未完 全明确。例如，氢气如何选择性清除自由基、如何与细胞内的分子靶点相互作用等问题仍需深入研究。二是高等级临床证据不足。氢医学临床研究多为小规模试验，缺乏大规模、多中心、随机对照的试验数据，导致其疗效和安全性尚未得到充分验证。同时，外源性氢气的量效和时效关系等数据仍然缺乏，肠道内源性氢气的代谢动力学存在空白，迫切需要投入大量资源进行高质量的临床研究。三是临床应用标准规范空白。氢医学治疗方法、剂量、浓度等缺乏统一标准，导致研究结果难以比较和推广。
技术制约问题挑战。主要涉及两大技术：一方面是氢供体产品制备技术。氢气在体内的稳定供应面临技术瓶颈，氢气的低溶解度和高挥发性，限制了其在体内的有效浓度维持。如何开发高效的氢气缓释系统和递送技术，是氢医学研究应用的关键。在这方面，目前我省已实现可食用医用固态载氢材料制备技术的突破，但实现成果转化应用和 产业化、规模化发展，还需要给予多方面大力支持。另一方面是氢的实时监测技术。氢气的检测、追踪和定位难题，加之使用条件和灵敏度的限制，现有氢气检测设备无法满足生物体内氢气检测的需求，严重影响氢分子作用机制的监测分析以及量效关系和时效关系的数据测定。
市场竞争问题挑战。我省相关氢企业不足百家，大部分年产值2000万元左右，当前既有受准入所限、恶意竞争等因素影响，产品鱼龙混杂问题，也有受公众认知接受度所限、企业规模偏小、产业集中度不高等问题，特别是还要面临其它省份的激烈竞争。 目前，氢医学氢农业已引起一些地方政府高度重视。江西省在 《十四五科技创新规划》中明确提出，将重点发展氢医学、氢农业等氢生物领域的关键技术；上海市青浦区在2021年发布氢能补贴资金项目通知中，氢医学、氢农业全都有份。同时，美的等家电巨头已着手布局，这将在氢健康消费领域掀起巨浪，山东家电龙头及众多氢小家电企业将面临严峻挑战。此外，我省氢能产业链整体成熟度还不足，氢农业尚处于实验室试验、小规模小范围示范阶段，技术不成熟、产业成本高，推动氢农业从研发、试点向大规模商业化迈进，任重而道远。
四、对策建议
（一）在市场准入上，着力拓宽氢的功能准入通道
目前，日本、美国、欧盟均基于长期研究和安全性数据，将氢气纳入食品添加剂， 主要用于抗氧化、食品保鲜、营养补充剂。而我国虽颁布 《GB 31633—2014》 国家标 准，但氢气仅作为食品工业用加工助剂，尚未获得完整的食品添加剂身份。参照日本、美国和欧盟做法，将氢申请归类为完整的食 品添加剂身份。按照我国有关规定，氢用于食品添加剂等“三新食品”（新食品原料、 食品添加剂新品种、食品相关产品新品 种），由国家卫生健康委负责审批；氢用于 饲料、肥料添加剂等领域，由农业农村部负责审批。按程序由申请人直接向国家卫生健 康委、农业农村部申报，提交产品安全性评估报告、质量检验报告、生产工艺说明及相 关技术资料等申报材料。这属于行业准入类型的申报，不涉及具体产品，条件要求高， 审批难度大，需付出相应的经济、时间和人力等成本，申请人花钱费力却与自身利益关 系不大，对此企业畏难发愁缺乏积极性。基于这一情况，考虑到我省企业普遍小散弱的 实际，建议先行成立省级社会组织山东省氢 科学技术促进会，由其作为申请主体负责牵 头申报，所需费用由企业会员单位分摊。
（二）在产品标准上，着力突破氢供体 的行业标准按照我国有关规定，氢产品标准可分为国家标准、行业标准、团体标准等。其中， 国家标准和行业标准由国家有关部门负责制定，团体标准由社会团体组织制定。目前， 在氢生物医学产品方面，我国仅有15个团体标准，尚无专门的国家标准和行业标准，直 接影响行业规范发展和市场正常监管。在这方面，结合我省实际，建议着力做好三项工 作。一是全力争取家用氢气机、氢水机国家标准。这两类产品是氢健康消费市场的主 流，我省已有团体标准，积极争取国家标准委支持，尽快将其上升为国家标准或行业标 准。二是全力推动富氢水 （氢气水） 行业标准的制定。这是消除市场乱象、规范发展的 当务之举，可有效打开富氢水市场，打破其只能以普通饮用水上市的尴尬。三是大力推 进氢医疗器械申报。我省企业正在就医用氢气机、电解制水机，分别申请注册三类和二 类医疗器械，这是强化山东产品竞争力的关键，应予以大力支持，加快其产品上市转 化，同时拓展氢医疗、药妆等产品的布局。
（三）在市场监管上，着力实行包容审 慎监管执法积极适应氢医学、氢农业发展需要，从重管理向重服务转变、从重处罚向重指导转变。一方面，积极探索包容性管理。建立有针对性的企业监管制度，实行“包容期”管理，建立“容错”机制，给企业留足成长空间。另一方面，实行审慎性执法。对监管过程中发现的轻微违法行为，采取行政指导、行政约谈、责令改正等柔性措施，加强跟踪、指导和服务。通过综合运用指导、提醒等非强制性执法手段，让执法既有力度，更有温度。
（四）在科技研发上，着力作为颠覆性技术予以支持可食用医用固态载氢材料制备技术，属于颠覆性合成生物技术。一是深化基础研究。鼓励高校和科研机构联合攻关，深入探索氢气的作用靶点和分子机制，为临床应用提供理论支持，对符合条件的项目，通过省自然科学基金进行支持。二是开展大规模临床试验。依托山东第一医科大学第二附属医院，设立省氢医学临床研究中心，建设氢医学临床研究大数据库，充分发挥21家省临床医学研究中心作用，重点围绕老年病、慢性病等领域，组织开展大规模、多中心、随机对照的临床试验，形成专家共识和诊疗规范，制定氢气浓度、给药方式等技术标准 加快推动临床应用。三是加强关键核心技术攻关。一方面，深化氢供体产品制备技术，开发高效氢缓释系统和递送技术，提高氢在体内的稳定性和生物利用度。另一方面，攻关突破氢的实时检测技术，开发氢在生物体内实时检测、追踪和定位技术及设备。四是加强国内外高端人才引进。针对氢医学氢农业跨学科交叉人才需要，深入实施泰山学者工程、泰山产业领军人才工程，积极引入高层次人才，对企业引进各层次人才、团队提供资助扶持。
（五）在产业发展上，着力完善生态打 造产业集群一是开发新设备新产品。积极鼓励企业 开发高效、安全的氢吸入设备和氢水制备技 术，推出适用于不同场景的氢供体产品，如 氢食品、氢化妆品等。二是加快科技成果应用转化。通过山东科技大市场重大科技成果 路演、山东好成果发布等途径，助力科技成果推广。优化保险补偿政策体系，培育推广首台 （套） 技术装备、首批次新材料，将氢医疗健康、氢农业装备列入政府采购目录， 促进优质产品示范应用。三是强化科技金融支持。创新落实“科技金融20条”，支持企业通过“科融信”平台获得无担保、无抵押贷款，并通过鲁科贷、鲁科融等政策服务，获取资金支持。四是培育打造产业集群。鼓励龙头企业通过兼并重组、技术创新等方式做大做强，打造氢医学和氢农业产业集群，形成完整的产业链和供应链。出台专项扶持政策，优化营商环境，为企业发展创造良好 条件。五是打造氢农业示范基地。重点围绕高端水果、蔬菜和中草药以及特种养殖业， 加快打造不同场景氢农业示范基地。通过示范推广低成本、高效率氢释放技术和适用农 田、温室、水培等场景的氢施用设备，推动氢农业绿色技术发展。
[调研组负责人：山东省政府办公厅吕振臣；调研组成员：山东省政府办公厅高海军，山东省科技厅康荣鑫、 程学文、尹晓东，山东省工业和信息化厅陈明，山东省农业农村厅农业技术推广中心胡斌、范小滨、卢桂菊，山东省卫生健康委（省立三院）甄亚男，山东省市场监管局刘彬，山东省药监局李国勇、王春晓、明双喜，黄河流域科 创联盟氢专委会王守宝、曾京蕊]