技术进步推动氢能产业发展

从全球能源发展看，氢能将在控制温室气体排放中发挥越来越重要的作用。国际氢能委员会联合麦肯锡发布的《净零氢报告》认为，氢在实现净零排放，将全球变暖限制在1.5摄氏度方面将起核心作用。到2050年，氢能可累计减少800亿吨二氧化碳排放，占目标总减排量的20%。这一过程要使用6.6亿吨氢，相当于全球终端能源需求的22%。

从国内氢能市场看，脱碳是氢产业发展的第一驱动力，氢能在我国终端能源消费中占比将逐步提高。据中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》预测，在2030年碳达峰情景下，我国氢气的年需求量将达到3715万吨，在终端能源消费中占比约为5%，在2060年碳中和情景下可再生能源制氢规模有望达到1亿吨，并在终端能源消费中占比达到20%。《净零氢报告》认为，到2050年，中国将成为全球最大的氢市场，其次为欧洲和北美，三个区域共占全球氢需求的60%左右。

当前，我国主要有三种制氢方式。其一，以煤炭、天然气为代表的化石能源重整制氢；其二，以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢；其三是电解水制氢，此外还有生物质制氢、太阳能光催化分解水制氢、核能制氢等。据中国煤炭加工利用协会统计，2020年我国氢气产量2050万吨，煤制氢占62%、天然气制氢占19%，工业副产气制氢占18%，电解水制氢仅占1%。

前两种制氢方式生产的氢气俗称“灰氢”，但如果使用CCUS技术进行脱碳，就是“蓝氢”。这种方式可使碳排放减少90%以上，但也将大幅增加制氢成本。电解水制氢就是“绿氢”，这种方式制氢过程中二氧化碳的排放为零，然而技术要求和成本都很高。目前，中国家电网有限公司、国家电力投资集团、中国节能环保投资集团、上海电气集团等大型企业都参与了“绿氢”项目。

从我国氢能生产看，未来氢能技术攻关主要有两大路线。从“蓝氢”路线来看，国外对CCUS技术进行了能耗优化提升和新工艺开发，并在碳捕集、利用与封存方面开展了广泛的项目示范，积累了百万吨级碳捕集、利用与封存经验，部分技术已经具备商业化应用潜力。我国应借鉴相关经验，在技术集成、海底封存和工业应用方面持续发力。

从“绿氢”路线来看，电解水制氢主要有碱性水电解槽（ALK）、质子交换膜电解水制氢技术（PEM）和固体氧化物水电解槽（SOEC）三种。就我国而言，ALK技术已相对成熟，市场份额高，PEM技术刚刚起步，SOEC仍处于实验室研发阶段，因此未来商业化主要集中在ALK和PEM两种技术，成本将是两条技术路线的重要竞争因素之一。

我国可再生能源制氢潜力巨大，已连续8年成为全球可再生能源最大投资国，风电、光伏等可再生能源装机容量均为世界第一。2060年风电、太阳能发电总装机容量将达到66亿千瓦，按照可再生能源电解水制氢5%—10%配置，可支撑我国清洁氢的供给需求。

展望未来，随着行业的不断发展，“绿氢”生产成本将逐渐下降，竞争力将不断提升。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》预测，2025年光伏与风电新增装机发电成本预计为0.3元/千瓦时，可再生能源电解水制氢成本将低至25元/千克，将具备与天然气制氢进行竞争的条件；2030年，光伏与风电新增装机发电成本预计为0.2元/千瓦时，可再生能源电解水制氢成本将降低至15元/千克，具备与配套CCUS的煤制氢竞争的条件。