当前，氢能作为一种清洁、高效的能 源，越来越受到人们的关注，特别是来源于风能、太阳能等可再生能源的绿氢，可实现能源生产消费全过程的零碳排放。 制氢、氢储运和用氢是绿氢的三大关键技术。

一、氢气来源及占比

氢气的制备可选用多种技术路径，包括电解水制氢、化石能源制氢、工业副产氢等。当前，全球绝大部 分氢来源于天然气、石油、煤等化石能 源。

我国是全球产量最大的制氢国，氢气主要来源依然为化石能源。现阶段我国氢气来源占比：

• 煤制氢占比：62%

• 天然气制氢占比：19%

• 工业副产氢+石油制氢占比：18%

• 电解水制氢：1%。

《中国氢能产业发展中长期规划（2021-2035）》（国家发改委、能源局）提出：

• ①明确氢能产业发展定位

氢能的能量密度高、储存方式简单，是大规模、长周期储能的理想选择，为可再生能源规模化消纳提供了解决方案。

• ②氢能十四五发展目标：

可再生能源制氢量达到10-20万吨/年，实现二氧化碳减排100-200万吨/年。

随着清洁能源发展和对气候环境关切，绿色（可再生能源）电解水制氢技术将成为重点。

二、目前3种电解水制氢技术对比

电解水制氢的主要技术包括碱性电解槽 (AEC)、 质子交换膜电解槽 (PEM)和高温固体氧化物电解槽 (SOEC)。

• 碱性电解槽技术：

  最为成熟且价格低廉， 但电解效率偏低。

• 质子交换膜电解槽技术：

  具有最快的响应能力和最高的功率密度， 但设备成本较高，可用于对设备体积和调节能力要求较高的场景，比如风电光伏发电这种间歇性的能源。

• 高温固体氧化物 电解槽技术：

  具有最高的电解效率，但寿命相对较短，仍处于研发和示范阶段。

三种电解水制氢技术特性和参数对比见下表：

三、电解水制氢成本分析

电解水制氢的成本主要为用电成本， 约占总成本的80%。 电解水制氢的成本包括三部分：

• ①用电成本

• ②建设投资成本

• ③运维成本

其中：用电成本包括电费、输配电容量费、损耗和其他附加费用等，电费是最主要的支出项。以当前商业化的单电极碱性电解槽制氢系统为例，电费约占电力成本的80%，占总成本的65%，如下图所示。

电解水制氢的成本对电价极为敏感，以中国碱性电解槽制氢系统为例进行测算，在电价为0.35元/干瓦时的情 况下，制氢成本为21~25元/千克；随着清洁能源发电成本不断下降，若电价降至 0.25元/干瓦时，采用当前电解水设备价 格测算，电解制氢成本将下降到15元/千克，接近目前化石能源制氢成本。

四、绿电制氢成本发展预测

随着可再生能源发电成本的下降，预 计2030年前后，绿电制氢将逐渐成为主流制氢方式。 目前，用电成本0.35～0.4元/干瓦时的情况下，电制氢成本约21～25 元/干克，用电成本占总成本的70%~ 80%，如果与可再生能源发电相配合，制氢设备利用率下降，制氢成本将更高，相 比工业副产氢和蓝氢经济性较差。

预计 2030年，随着光伏和陆上风电度电成本的快速下降，平均绿氢制备成本将降至20 元/千克左右，部分资源较好地区制氢设 备利用率可达40%左右，绿氢成本可低至15～16元/千克，相比蓝氢更具经济性优势，逐渐成为主流制氢方式。

到2050年， 随着高温固体氧化物电解槽等新型电制氢 技术取得突破，电解效率达到90%，可再生能源发电成本降至0.1～0.17元/千瓦时，电制氢成本将下降至7～11元/千克， 可再生能源发电电解水制氢成为氢最主要 的生产方式。

到2060年，随着电制氢技术的进一步成熟和可再生能源发电成本的 进一步下降，电制氢成本将降至6～10元/千克。