（3）低碳制氢（蓝氢、绿氢）技术快速发展

传统化石能源（煤炭、石油、天然气）制氢仍为全球主要的制氢方式，占全球氢气产量的82％以上，副产氢占比18％（见图1-1）。目前，全球各大能源公司多倾向将化石能源制氢和副产氢配备CCUS技术作为向低碳氢过渡阶段的主要制氢技术，低碳制氢取代传统能源制氢的速度在加快，电解设备运营规模及大型制氢装置建成增速明显，根据国际能源署预测，虽然在2021年全球低碳氢产量尚不足100万t，但若所有宣布的水电解制氢或CCUS化石燃料制氢项目全部实现，到2030年这一数字将达到3000万t。

图1-1　2021年各地氢气需求占比（左）和氢气生产来源（右）

资料来源：国际能源署

现阶段，电解水制氢占全球氢气产量不足1％，随着可再生能源发电规模的扩大和成本的下降，以及碱性（ALK）、质子交换膜（PEM）与固体氧化物（SOEC）电解水制氢技术水平逐渐提升，电解水制氢综合成本预计在10年内下降50％以上，将逐步替代化石能源制氢（见表1-2）。其中，固体氧化物电解的工作温度在600～1000℃，制氢效率在45％～50％，但其仍处于TRL6-7的技术示范和系统测试阶段。碱性电解水技术最成熟、市场应用最多，但电解槽无法快速启停，功率调节慢，难以适应可再生能源波动特性及快速启停需求，无法满足大规模绿电离网制氢的需求；质子交换膜电解水制氢系统响应速度快，负荷范围10％～130％，是最适合可再生能源制氢的先进技术，也是未来绿电制氢的主要发展方向。

表1-2　电解水制氢技术成本下降预测

资料来源：中国产业发展促进会氢能分会

国外的PEM电解水制氢技术起步较早，已开始进行商业化推广，目前国际领先水平为直流电耗小于3.9kW·h/Nm3，单槽产氢量达到500Nm3/h。在各国PEM制氢设备厂商中，美国普顿、美国康明斯、德国西门子等公司有明显的技术领先优势，且均已推出可用于可再生能源制氢储能的兆瓦级产品。