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隨著世界各國對排放要求的提高及全球能源危機，探尋可再生及環保的清潔能源迫在眉睫。在眾多能源中，由于氫能具有清潔、高效、可再生、應用廣泛等特點，氫能正被提升到能源戰略高度和技術改革的方向。其中，來自可再生能源的綠氫更是從源頭上杜絕了碳排放，是真正意義上的清潔能源，受到我國政府及企業的熱捧，綠氫產業布局空前加快。
一、綠氫產業發展環境
我國氫能資源十分豐富，發電成本越來越低。中國的風電和光伏資源豐富，還有非常可觀的地熱、生物質、海洋能、太陽能熱利用以及固體廢棄物的資源化利用，隨著近年來技術的進步，可再生能源的發電成本越來越具有競爭力，為發展“綠氫”提供了有利條件。我國可再生能源制氫具有較大的潛力，可以用于以電解水方式制取“綠氫”。同時，可發揮氫氣的儲能作用，以解決間歇式能源消納問題。
我國氫能產業發展的政策與制度環境正在形成。截至2019年11月，全國4個直轄市、10個省份、30個地級和縣級市發布了氫能產業規劃；國內氫能產業鏈上出現了49個投資或并購案例，涉及總金額超1000億元。
我國氫能技術研發已取得重要進展。近年來，我國與氫能相關的高性能產品研發及批量生產、催化劑等核心技術研發取得了重要進展，氫能制儲運技術已具備了較好的發展基礎，已開發出具有自主知識產權的氫燃料電池關鍵部件。地方和企業在發展氫能產業上積累了一定的經驗。
二、綠氫發展面臨的困境
（1）藍氫仍要用
雖然說綠氫是方向，但現階段，由于體制、機制、技術、商業等誰諸多因素的影響，綠氫不可能迅速大規模地導入市場。目前，綠制供應量僅占市場消費總量的1%左右，國內將在相當長的一段時期內應用藍氫。工信部原部長李毅中表示，“灰氫不可取，藍氫方可用，廢氫可回收，綠氫是方向”，就是考慮目前的現實情況。
（2）制取成本高
綠氫制取成本目前仍然較高，它制約了綠氫大規模的商業應用。根據國家發改委專家的觀點，只有當綠氫成本降低到20元//kg以下時，綠氫相對傳統能源，才能在重型交通、高品質供熱（>400oC）領域有商業的競爭優勢；而要作為氫基原料，如煉鐵、合成甲醇、合成氨，綠氫成本必須下降到10元//kg以下。因此，目前，綠氫大規模商業應用仍然受制于較高的成本。
（3）非離網制氫
據高工氫電研究所提供的數據，目前國內堿性電解水制氫難以直接與可再生能源耦合。堿性制氫系統設備負荷率30-100%，對于可再生能源的電力波動性“束手無策”；國內PEM制氫規模小、成本高，大規模應用為時尚早；據GGII調研，國內MW級以上的風光耦合制氫示范性項目沒有離網制氫，皆為并網制氫。
（4）利用率不足
氫氣仍被視為危險化學品進行強制管理，建設審批困難；加氫站運營困難，主要系現階段氫氣成本和價格居高不下，同時缺少足夠的車端用氫；目前國內90%以上的加氫站利用率不足。
三、綠氫產業發展趨勢資料來源：高工氫電研究所，氫啟未來網分析
百年來，能源科技進步的總體趨勢是脫碳加氫和清潔高效。縱觀能源的發展歷史，從最初使用固態的木柴、煤炭，到液態的石油，再到氣態的天然氣，可以看出其H/C比提高的趨勢和固-液-氣形式的漸變過程。當前，技術革新、政策支持和市場普及齊發力，“氫能時代”大幕正在徐徐拉開。總的來看，綠氫產業呈現技術逐漸成熟、成本不斷下降、市場持續發展的趨勢。
趨勢一：技術逐漸成熟
目前，國內外堿性電解水技術均較為成熟，而堿性固體陰離子交換膜（AEM）電解水技術國內外都處在研發完善階段，SOEC技術國內外都處于實驗室研發階段。國內PEM電解水制氫技術尚處于從研發走向商業化的前夕。中國科學院大連化物所從20世紀90年代開始研發PEM電解水制氫，在2008年開發出產氫氣量為8Nm3/h的電解池堆及系統，輸出壓力為4MPa、純度為99.99%。從單機能耗上看，國內的PEM制氫裝置較優；雖然在規模上與國外產品還有距離，但國內主要研發單位如中科院大連化學物理研究所、中船重工集團718研究所、中國航天科技集團公司507所、淳華氫能等，已經在重點攻關，并即將走向商業化。高壓氣態儲氫和液氫儲氫技術國內已規模應用。高壓氣態儲氫是現階段經濟、實用的儲氫方案，70MPa高壓氣態儲氫VI型瓶已商業化應用。
趨勢二：成本不斷下降資料來源：高工氫電研究所，氫啟未來網分析
研究機構普華永道在最近的一份氫能源行業前景分析報告中指出，電力成本占“綠氫”可變成本的60%-70%。因此，當可再生能源的成本降至20美元/兆瓦或以下時，“綠氫”將具有成本競爭力。近年來，國內由風能和太陽能發電制成的綠氫發展速度比預期更快。氫燃料電池系統規模效應和國產化趨勢明顯，系統成本將大幅下降；據預測，2030年后氫燃料在商用車與專用車的TCO成本有望超過純電動汽車。加上“以獎代補”新政正引導產業進入良性發展。2020年新能源汽車財政補貼完全退坡后，氫能及燃料電池將成為唯一獲得補貼的動力電池技術路線。中國氫燃料電池汽車的補貼力度大于純電動車，可彌補造車成本的差距。
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趨勢三：市場持續發展
氫燃料電池車是拉動下游應用市場增長的主要力量。中國燃料電池汽車進入導入期，電池關鍵零部件處于示范應用階段，氫燃料電池汽車拉開氫能商業化利用序幕。根據《中國燃料電池發展白皮書》，到2030年，我國燃料電池汽車保有量達到200萬輛水平，到2050年，保有量水平達到1000萬輛水平。從銷量結構上看，我國氫燃料電池車以客車和貨車為主。預計在2030年前，客車、貨車在氫燃料電池系統汽車總保有量的占比在80%及以上。2030年后，隨著燃料電池系統技術成熟以及成本下降，重卡和乘用車的規模會快速擴大。據統計，2017年我國可再生能源制氫示范項目數7個，2020年為25個，預計到2023年將達到60個。
圖表 5 2017-2023年中國可再生能源制氫示范項目數發展
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資料來源：高工氫電研究所，氫啟未來網分析
注：文章內容摘自氫啟未來網的《2021中國綠氫產業發展報告》。
