氢气，世界上密度最小的气体，热值约140MJ/kg，高达煤炭、汽油等传统燃料的2倍以上。其燃烧后的产物为水，对环境不造成任何污染。同时，氢也是宇宙中含量最多的元素，地球上丰富的水资源中蕴含着大量可供开发的氢能。

在全球能源危机的背景下，氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，迎来了广泛的开发探索：

20世纪70年代，中东战争引发了全球的石油危机，美国为了摆脱对进口石油的依赖，首次提出“氢经济”概念；

1960年至2000年，氢能在航天航空、发电以及交通领域得到第一轮应用实践，充分证明了氢能作为二次能源的可行性；

2014年，日本丰田公司“未来”燃料电池汽车的发布引发了又一次氢能热潮多国先后发布了氢能发展战略路线；

2020年，欧盟、美国先后发布了氢能发展战略或规划，推动氢能在工业、交通、发电等全领域应用，制定了多项关键技术经济指。

2022年3月，中国将氢能确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，将氢能产业确定为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。

截至今天，发展氢能已成为加快实现全球“双碳”目标的重要途径。已有至少42个国家发布了氢能发展战略，其中欧中洲三地区合计27个，美洲地区8个，亚太地区7个。各国政府宣布到2030年完成的氢能电解槽总装机容量目标已达90GW，市场空间巨大。

尽管氢能在能源、交通、工业生产等领域有着巨大的市场潜力，甚至被视为21世纪最具发展潜力的能源类型之一。但当前，氢能距离大规模产业化还有着较长的距离。

氢气的制取常见以下几种方法：

1.化石原料制氢：在高温高压下，化石原料的主要成分甲烷，与水蒸气反应，生成含有氢气和一氧化碳的合成气，再提纯出氢气。这种方法制取的氢气量大，但会产生二氧化碳等温室气体。

2.煤制氢：煤在蒸汽条件下气化产生含有氢和一氧化碳的合成气，然后分离制得氢。这种方法也会产生大量的二氧化碳等污染物。

3.电解水制氢：在电解质水溶液中通入电流，水电解后，在阴极产生氢气，在阳极产生氧气。这种方法不会产生二氧化碳等污染物，但耗电量大，成本高。

化石燃料制氢和煤制氢的方法虽然成本低，产量大，但会产生大量的碳排放，这显然与全球碳中和的愿景相悖。发展真正清洁的电解水制氢方式，才是实现低碳、清洁、高效制氢目标的终极方案。但首先要解决电解水制氢法过程中的高耗电高成本问题。

目前，化石能源制氢以及煤制氢成本普遍在 10.1-13.4 元/kg，天然气制氢成本为 13.4-16.8 元/kg，工业副产氢成本约为 11.2-16.8 元/kg。而电解水制氢成本则仍处于 16.8-33.6 元/kg 左右的高位，与其他制氢方式成本差距较大，不具备经济优势。电解水制氢的成本主要来自于巨大的用电量。目前最成熟的碱性电解水制氢设备中，制氢效率约5kWh/Nm³，（Nm³=一立方氢），电费成本约占总成本的80%左右。

（可再生能源电解水制氢技术路线）

据有关机构测算，电解水制氢成本需将至20元/kg以下，才具有与化石能源制氢竞争的优势，意味着用于电解水制氢的风力、光伏可再生能源电价应维持在0.3元/kWh以下。而在我国推进“光伏+绿氢”的主力地区，光伏发电度电价格已维持在0.29元/kWh左右，比如新疆。目前全球最大的绿氢项目——新疆库车光伏制氢项目，制氢成本已低至气18元kg左右。在国外一些国家或地区的光伏发电成本甚至已低至0.01美元-0.12美元/KWh，在当地发展光伏绿氢将具备更大的经济性。

并且随着光伏发电技术不断进步，从中长期看光伏度电成本仍有大幅下降空间。业内预测到2030年，光伏发电成本预计将下降25%至0.1元/kWh，届时光伏电解水制氢成本还将至少下降一半，与化石能源制氢相比更具竞争力。

与此同时，“光伏+氢”的组合对光伏产业的发展也具有十分积极地意义。目前我国光伏装机量不断提升，弃光弃也随之逐年上升，维持在1%-4%之间。大量无法并网消纳的光伏绿电沦为“垃圾电”，影响企业经济效益，亟待寻找合理存储的途径。而发展光伏电解水制氢，可以有效地消纳光伏发电，实现电、氢两种能源灵活转换，有效解决弃光现象，避免资源浪费。

目前，国内外已有不少光伏龙头企业正在加速进军氢能领域。国内如隆基绿能、阳光氢能、宝丰能源、晶科 科技、协鑫集团、林洋能源、天合光能等头部光伏企业纷纷加速氢能布局。

（来源于民生证券）

据测算，一座10MW 的光伏电站1小时所发电量可用于制造多达 10 立方的氢气。在一些光照条件优良的地区，用于制氢的光伏发电度电成本已经低至0.15元/KWh。随着未来全球光伏技术进步以及装机量的不断提升，光伏制氢成本有望进一步降低。“绿电+绿氢”或将成为全球实现碳中和的终极解决方案！