氢能是怎么产生的（氢能会如何发展？）

近年来，氢能成为能源领域的“宠儿”，氢能已经成为全球能源系统的重要组成部分。据专家预测，到2050年，氢能在全球能源消费结构中占比将升至18%，氢经济市场规模将达到2.5万亿美元。

根据制氢方式的不同，可以分为以天然气为原料制备的蓝氢，通过核电水解得到的黄氢，通过褐煤气化得到的灰氢，以及绿氢。

绿氢是以可再生能源为动力的电解氢，这意味着必须通过电解水、风光发电、太阳能发电和生物质燃烧获得。目前全球大多数氢电解槽项目将由太阳能和陆上风能提供动力。

氢的生产、运输和储存，是个大难题。除了氯碱化工企业的废弃氢气外，如果要大规模地从水中直接获取纯净的氢气，开销很大。同时，全世界都还没有建立氢运输和储存网络，加氢站还在初级运营阶段，要使它像加油站那样普及，短期内还很难达到。

氢能产品本身的成本也较高。要研制一辆氢燃料电池轿车，需花费近200万元，而且，氢燃料电池轿车从动力来看，与燃油动力汽车还有一定距离，无论是行驶最高速度、续驶里程上，都有差距。

制氢技术

氢能是一种二次能源，因为氢在自然界中只以化合物的形式存在，所以需要通过特定的生产过程才能获取利用。

目前已有多种制氢技术，一是以煤和天然气为主的化石能源重整制氢；二是以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为主的工业副产气制氢；三是电解水制氢。其他制氢工艺还包括生物质制氢、太阳能光解水制氢等。

氢能被普遍视为能源领域深度脱碳的关键选择，但目前全球绝大部分氢能是利用化石能源生产，电解水制氢越来越得到了各国的广泛关注，当前全球原油经济大幅震荡，“绿色氢气”正在迎来“属于它的时代”。

相对化石燃料约为1-1.8 美元/ 千克的制氢成本，可再生能源电解水制氢成本约为6 美元/ 千克。BNEF《氢能经济展望》提及，清洁氢气目前产业规模极小、成本很高，未来的降本潜力极大。但前提是要扩大氢气的应用规模，并建设相应的基础设施网络。

从全球范围来看，天然气制氢是现今最主流的形式，占比近50%；醇类次之，占比为30%。我国则以煤炭制氢为主，占比为62%；天然气次之，占比为19%，与“富煤贫油少气”的能源禀赋特征相符。

煤制氢技术

煤制氢历史悠久、技术成熟，煤气化制氢是先将煤炭与氧气发生燃烧反应，进而与水反应，得到以氢气和一氧化碳为主要成分的气态产品，然后经过脱硫净化，一氧化碳继续与水蒸气发生变换反应生成更多的氢气，最后经分离、提纯等过程而获得一定纯度的产品氢。

气化是煤制氢的核心技术，制氢装置要求气化炉高效和稳定运行。

煤制氢技术路线成熟高效，可大规模稳定制备，是当前成本最低的制氢方式。

电解水制氢

电解水制氢是一种清洁、高效、可持续的制氢技术，其制氢工艺简单，氢气纯度可达99.999%，产品纯度高。

电解水制氢不受电厂周边有无可靠、合格外购氢气条件的限制，设备寿命期内制氢成本低，已普遍应用于燃煤电厂、燃气电厂和核电厂，为这些电厂的氢冷发电机持续提供可靠且满足发电机纯度、湿度要求及用量的氢气。

电解水制氢技术是以除盐水为原料，借助直流电的作用，将水分解为氢气和氧气的电化学过程。

根据电解槽种类的不同，电解水制氢主要分为碱性电解水制氢、PEM 质子交换膜电解水制氢和固体氧化物电解水制氢三种技术。

由于PEM 质子交换膜电解槽和固体氧化物电解槽造价相对较高，应用实例相对较少，加上碱性电解水制氢的槽体结构简单、易于操作、价格相对便宜且技术最成熟，目前应用最多的是碱性电解水制氢。

我国氢能发展路线

中国是全球第一产氢大国，初步评估现有工业制氢产能为2500万吨/年，已掌握部分氢能基础设施与一批燃料电池相关核心技术，制定出台国家标准86项次，具备一定的产业装备及燃料电池整车的生产能力。

预计到2030年，中国氢气需求量将达到3500万吨，在终端能源体系中占5%。

预计到2050年，氢能在中国能源体系中的占比约为10%，氢能需求量接近6000万吨。氢能将与电力协同互补，共同成为我国终端能源体系的消费主体。

需求层面，中国拥有的天然大市场，尤其是“世界第一汽车大国”的新能源汽车潜在使用量，也使得“中国氢能未来有无限的发展可能”。

因此，可以预计，通过有序发展，氢能源和燃料电池产业将实现爆发式发展。

中国自2006年建造第一座加氢站以来至2020年，加氢站的建设数量年复合增长率高达46%。按照这个速度，中国未来加氢站的数量有望成为全球第一。

随着加氢站数量的逐步增加，燃料电池汽车发展中“有车无站”的矛盾将不复存在，我国发展氢能的大方向不会变，当前的低迷是暂时的。

此外，整个氢能产业是一个非常庞大的产业，燃料电池汽车仅仅是氢能在车端的一个应用方向。氢冶金、固定式电源/电站、无人机、天然气掺氢、氢能热电联产等均在研究和发展当中。

氢能和燃料电池产业作为新能源产业中的一股新势力，当前尚处于发展初期，因此补贴政策对其发展起着决定性作用。我们看到，依赖补贴发展是我国所有新兴产业的“生命线”，在国家补贴政策支持下，风电、光伏产业以及纯电动汽车等领域，先后迅速发展成为了世界第一大市场。虽然疫情影响使氢能和燃料电池行业企业面临现金流趋紧、供应链中断、市场供应普遍下滑等压力，但是相信随着国家对氢能产业的扶持补贴政策的出台，氢能和燃料电池行业定将迎来高速发展的曙光。