在“碳中和”的目標牽引下，清潔能源代替化石能源的大潮已全面開啟。氫能作為熱值最高、污染與溫室氣體排放最低的清潔能源，被認為是實現(xiàn)碳中和目標的重要途徑。

目前國內(nèi)制氫路線主要有化石能源制氫(包括煤制氫、天然氣制氫等)、工業(yè)副產(chǎn)氫、電解水制氫。其中電解水制氫因為屬于綠氫技術(shù)路線，無污染、無溫室氣體排出，被認為是未來理想的制氫方式。

但在我國現(xiàn)階段氫氣制備方法中，90%的氫氣來自化石能源制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫等灰氫或藍氫，電解水制氫規(guī)模不足1%，市場仍處于起步階段。

隨著綠氫發(fā)展呼聲高漲，電解水制氫正迎來新一輪發(fā)展機遇，原有氫氣消費與生產(chǎn)結(jié)構(gòu)有望很快發(fā)生改變。高工產(chǎn)研氫電研究所(GGII)統(tǒng)計顯示，2020年中國新投資制氫項目約23個。其中，電解水制氫項目7個，占比30%。

電解水制氫是未來主流制氫技術(shù)?

電解水制氫之所以近年來備受歡迎，一方面是能夠?qū)崿F(xiàn)“零碳排放”，獲得真正潔凈的“綠氫”;另一方面還能夠?qū)㈤g歇、不穩(wěn)定的可再生能源(風能、光伏、核能等)轉(zhuǎn)化儲存為化學能，促進新能源電力的消化，由此帶來較大的生態(tài)環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。電解水制氫相較于其他制氫方法，氣體純度也相對較高。

多重優(yōu)勢下，電解水制氫項目逐年增多。經(jīng)過GGII對我國電解水制氫規(guī)模的預測分析，在“碳中和”目標下，電解水制氫將是未來主流制氫技術(shù)。

中國電解水制氫規(guī)模及預測(MW)

數(shù)據(jù)來源：高工產(chǎn)研氫電研究所(GGII)，2021年4月

從成本來看，目前在工業(yè)電價與設(shè)備折舊水平下，水電解制氫成本約合3.5元/標方，遠高于煤制氫、天然氣制氫、副產(chǎn)氫提純等的成本。這是當前電解水制氫發(fā)展面臨的最關(guān)鍵問題。

不過，隨著電解水制氫規(guī)模增加，這一制氫路線成本有望快速下降已成為一種共識。中國投資協(xié)會能源投資專委會專家主席石定寰指出：“由于持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和進步，我國可再生能源產(chǎn)業(yè)近年來得到大力發(fā)展，太陽能、風電都已實現(xiàn)平價上網(wǎng)，比脫硫煤電的價格還低。”換言之，未來隨著可再生能源電價的持續(xù)下降，用其電解水制氫的經(jīng)濟性問題將迎刃而解。

PEM制氫異軍突起

現(xiàn)階段國內(nèi)電解水制氫有堿性制氫(AWE)、PEM制氫和SOEC制氫三大技術(shù)路線，由于成本、成熟度與產(chǎn)業(yè)鏈配套等多因素決定，AWE是目前的主流。

我國AWE裝置的總安裝總量為1500~2000套，國產(chǎn)設(shè)備的最大產(chǎn)氫量為1000Nm3/h。國內(nèi)代表性企業(yè)有中國船舶集團有限公司第七一八研究所、蘇州競立制氫設(shè)備有限公司、天津市大陸制氫設(shè)備有限公司等，代表性的制氫工程是寶豐能源在寧夏寧東能源化工基地投建的“國家級太陽能電解水制氫綜合示范項目”，項目現(xiàn)已正式投運。

不過，由于PEM電解槽運行更加靈活、更適合可再生能源的波動性，在原有市場格局短時間難以改變的情形下，大部分新進者選擇了PEM制氫技術(shù)。在這部分力量推動下，我國PEM電解水制氫技術(shù)正在經(jīng)歷從實驗室研發(fā)向市場化、規(guī)?；瘧玫碾A段變化，逐步開展示范工程建設(shè)，如國網(wǎng)安徽省電力有限公司的兆瓦級氫能示范工程將于2021年年底建成投產(chǎn)。

成本層面， GGII已有數(shù)據(jù)顯示，當前以堿性制氫最具經(jīng)濟性，但到2050年，PEM制氫有望與堿性制氫成本持平，整體使用成本下降60%~80%。

2020-2030年電解水制氫技術(shù)成本趨勢展望(元/標方)

數(shù)據(jù)來源：IRENA，高工產(chǎn)研氫電研究所(GGII)，2021年4月

整體上，隨著我國風、光、水等可再生能源快速發(fā)展，以及包括PEM制氫技術(shù)異軍突起，電解水制氫技術(shù)與應用有望很快進入穩(wěn)步上升期。

眾企業(yè)加速卡位電解水制氫

電解水制氫成為發(fā)展新風口，引來眾多企業(yè)陸續(xù)卡位布局。

光伏領(lǐng)域中，隆基股份、晶科能源、億利集團、寶豐能源、天合光能、協(xié)鑫集團等企業(yè)紛紛宣布入局光伏制氫。其中隆基股份表示，早在2018年公司就開始關(guān)注和布局可再生能源電解制氫，選擇氫能源產(chǎn)業(yè)，是隆基股份突破光伏產(chǎn)業(yè)鏈天花板的期望所在，也是支撐其市值的重要手段。

寶豐能源在寧夏寧東能源化工基地投建了“國家級太陽能電解水制氫綜合示范項目”，該項目包括20萬千瓦光伏發(fā)電裝置和產(chǎn)能為每小時2萬標方的電解水制氫裝置，是全球單廠規(guī)模最大、單臺產(chǎn)能最大的電解水制氫項目。

上海電氣電站集團今年與大連化學物理研究所正式簽訂“兆瓦級模塊化高效PEM電解水制氫裝備及系統(tǒng)開發(fā)”項目合作協(xié)議;同時，PEM電解水制氫技術(shù)研發(fā)中心也揭牌成立，此舉標志上海電氣在電解水制氫上邁出了堅實的一步。

中國華能集團也正積極創(chuàng)新發(fā)展電解水制氫。今年，華能四川分公司與成都彭州政府簽訂投資協(xié)議。根據(jù)協(xié)議，華能將在成都市新材料產(chǎn)業(yè)功能區(qū)建設(shè)2600標準立方米每小時水電解制氫站、高密度儲氫設(shè)備和充氫站、華能四川綠氫技術(shù)創(chuàng)新研究院、氫能產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)綜合示范基地，計劃于2021年建成。

其他公司，如中石油、中石化、國電投等央企亦紛紛提前布局電解水制氫市場。中石油旗下勘探開發(fā)研究院今年已經(jīng)設(shè)立了電解水制氫關(guān)鍵材料開發(fā)及規(guī)?；夹g(shù)項目;中石化旗下中石化資本已與康明斯等公司簽署合作意向書，共同推進電解水制氫技術(shù)的開發(fā)及推廣。

政策方面，內(nèi)蒙古烏蘭察布市發(fā)布了《關(guān)于推進氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實施意見》，明確提出，依托該市風電、光伏基地項目，發(fā)展規(guī)?；稍偕茉粗茪洚a(chǎn)業(yè)，重點攻克MW級風電PEM電解水制氫技術(shù);河北省發(fā)布《河北省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標綱要》，提出重點建設(shè)百萬千瓦風電基地，構(gòu)建綠色清潔能源生產(chǎn)供應體系等。

隨著電解水制氫實踐數(shù)量和體量的快速增長，各股勢力的發(fā)展熱情正在升溫。