“氫能為我國經濟社會綠色低碳轉型提供了新的增長空間。應推動可再生能源制氫廣泛應用，打造氫能產業綠色低碳發展體系。在制氫方面，我國可再生能源制氫項目主要集中在內蒙古、河北、寧夏等風光資源豐富的地區，應推動跨界協同，拓展應用市場，破解電解水制氫產業技術難題。”中國科學技術協會主席萬鋼在日前召開的2022年中國氫能產業大會上表示。

碳達峰碳中和目標下，氫能產業迎來快速發展機遇，我國可再生能源裝機規模目前居全球第一，綠氫供給潛力巨大，以綠電制綠氫，促進氫能產業健康發展成為行業共識。多位專家認為，持續提升技術水平，多措并舉推動制氫產業鏈各環節降本增效，是行業實現可持續發展的必然選擇。

多重因素推高制氫需求

陽光氫能科技有限公司董事長彭超才表示，目前全球已有多個國家制定了氫能發展政策及發展戰略。總體來講，氫能發展有三大驅動力，首先是深度脫碳的需求。其次，氫能將在助推經濟增長方面發揮重要作用。最后，對于部分國家而言，發展氫能有利于保障國家能源安全。

在彭超才看來，可再生能源與綠氫協同發展是支撐我國降碳的重要方向。“在終端能源消費中，我國氫氣需求量占比最高，且總體需求量也比較穩定。預計到2030年，全球氫氣需求量約為1.3億噸，我國的這一數據也將達到3715萬噸，這一預期將有效帶動我國制氫產業加速發展，預計電解水制氫在氫總產能中的占比將從此前的不到1%提升至10%左右。”

廣東優社動力科技有限公司總監曹施鵬認為，風電、光伏在很多地區面臨消納等問題，通過電解水制氫實現電氫轉換，可有效解決我國可再生能源消納及并網穩定性問題。可再生能源裝機規模穩步擴大、消納難題得到解決的同時，電解水制氫將獲得更便宜的電價，有利于進一步降低制氫成本，促進氫能產業鏈良性發展。

隨著綠氫需求的不斷增長，電解水制氫裝備市場也將迎來快速發展。“當前，全球電解槽裝機容量迅速增長，據統計，2020年，堿性電解槽占總裝機容量的70%， PEM電解槽裝機容量約占25%。預計到2022年底，全球電解槽總裝機量可達1.4吉瓦，總產能比2021年增長近3倍。”彭超才稱。

技術裝備存挑戰

規模持續增長的同時，電解水制氫行業仍面臨不少挑戰。彭超才提醒，首先是裝備技術成熟度和規模化生產能力有待提升。“在制氫電源方面，目前普遍采用晶閘管電源，但未來需要向IGBT技術更新迭代，制氫電源與制氫裝置的深度耦合需要持續攻堅；同時制氫設備材料和結構的創新能力不足，在設備性能衰減、腐蝕，以及動態響應等方面需要行業的更多關注。”

“其次要考慮未來大規模制氫對電網的影響。隨著規模的增長，電解水制氫有可能成為電力系統的最大負荷。在從氫到電氫耦合的轉變過程中，實現大規模制氫的同時如何進行電網升級將持續考驗整個行業。”彭超才稱。

考克利爾競立(蘇州)氫能科技有限公司業務發展總監黃雪興提醒，除中國以外，全球制氫企業約有60家。但在我國，氫能全產業鏈中已有1000多家企業，到2022年底，制氫相關企業預計將接近200家。“電解水制氫產業步子不宜邁得太大，要用嚴謹的科學態度，有計劃、循序漸進地布局產業，在深入研究成本控制和技術提升的同時，找到合適的商業推廣模式。”

黃雪興進一步表示，氫能人才問題也不可忽視。“目前氫能行業的人才培養遠遠不夠。以制氫為例，這一環節包括技術研發、設計、工藝、制造、售后、維護、調試、維修等，只有在每個領域找到相應的人才并組成穩定的團隊，才能幫助企業推出更高質量的產品和服務體系，助力產業發展。但目前，全國僅有一兩所高校開設氫能專業，與氫能行業息息相關的電化學又是相對冷門的專業，導致氫能產業人才嚴重缺乏。”

打好降本增效“組合拳”

黃雪興表示，設備大型化是行業未來的重要趨勢，在此背景下，整套系統效率、設備穩定可靠性、工藝材料投入等都是行業降本增效的關鍵。

“電解水制氫成本中，75%以上是電價，其對成本影響最大。另外，受大環境影響，設備硬件與材料成本，以及人工成本短期內不會下降，因此要從技術水平、制造工藝、效率三方面著手，推動電解水制氫成本下降。其中，效率不只是制氫效率，還包括企業在運營管理過程中的運作效率。最后，產品質量和可靠性也尤為重要，理論上產品質量越好，成本就越高。但從產品全生命周期看，如果電解槽可以持續使用25-30年，但卻質量不好需要經常維修，反而增加了客戶的使用成本。基于這樣的理念，不斷提升產品質量和可靠性，也將有效控制總成本。”黃雪興表示。

彭超才表示，《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035 年）》提出，在風光水電資源豐富地區，開展可再生能源制氫示范，逐步擴大示范規模，探索在氫能應用規模較大的地區設立制氫基地。當前，我國已初步形成了8個制氫基地，不同的基地將執行管道摻氫、風電制氫等不同制氫方式。現階段，綠氫成本仍較高，通過技術、成本等方面的持續攻堅，利用制氫基地實現更大規模制氫，相信到2030年，綠氫和灰氫、藍氫相比將具備價格優勢。”