氢气的制取

目前，氢气的制取主要有三条。一是以煤炭、天然气为代表的化石能源制氢；二是以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢；三是水电解制氢。2021年我国氢气产量约3300万吨，居全球第一。我国制氢方式主要以化石能源制氢为主。

“可再生能源发电+水电解制氢”制出的氢气又称为“绿氢”，是真正意义上零二氧化碳排放的制氢方式，也是理想的、世界各国鼓励的制氢方式，将和工业副产氢共同构成主要氢气来源。根据国际氢能委员会预计，到2030年，全球清洁氢产能将达1100万吨，其中，近670万吨将为可再生能源水电解制氢，未来增长空间巨大。

全球清洁氢产能预测

根据电解质的不同，水电解制氢主要有碱性水电解（ALK）、质子交换膜水电解（PEMFC）和固体氧化物水电解（SOEC）三种类型。目前，目前ALK受制于溶液内离子交换速率，反应效率低，设备占比大；SOEC还处于实验室阶段；PEMFC具备启动速度更快、氢气纯度更高、效率更高、能耗更低、维护更为便利等特点，与可再生能源适配性更佳，随着可再生能源装机量和氢储能市场的加速发展，PEMFC将成为未来主流的水电解制氢方式。

不同类型水电解制氢比较如下：

氢气储运

氢气储运主要由高压气态储运、低温液态储运、有机液态储运、固态金属储运和管道运输五种方式。其中，高压气态储运技术，即长管拖车，国内外已经十分成熟，是目前主要的储运方式；长管拖车工作压力为20~25MPa，单车氢气装载量在350~400公斤，经济半径在120~150公里；低温液态储运，即液氢槽车，适用于大规模、长距离氢气储运，具备储氢质量密度高、单车氢气装载量大、经济运输半径长等特点，同高压气态储运互补；有机液体储运和固态金属储运由于涉及氢气媳妇妇效率和脱氢效率等问题，目前仍处于验证和示范阶段，尚未规模化和商业化应用；管道运输适用于跨省的更大规模、更长距离氢气运输，但是建造管道的一次性投资较大。

氢气加注

加氢站是氢燃料电池产业化、商业化的重要基础设施。加氢站主要由制氢系统、压缩系统、储存系统、加注系统和控制系统等部分组成，通过将不同来源的氢气通过压缩机增压储存在站内的高压罐中，再通过加气机为氢燃料电池汽车加注氢气。加氢站按站内氢气储存形态来分，可以分为气氢加氢站、液氢加氢站；按氢气来源分类，可以分为外供氢加氢站和内制氢加氢站；按建设形式来分，加氢站可以分为固定式、撬装式和移动式。

规模化降本及政策补贴驱动加氢站建设进入加速发展阶段。截至2021年底，全球在运营加氢站685座，同比增长约26.15%。其中，欧洲在运营加氢站数量最多，为228座，同比增长14%；亚洲共有加氢站363座投运，主要集中在中日韩三国。根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》相关规划，到2025年，我国加氢站的建设目标为至少1000座，到2030至2035年加氢站的建设目标为至少5000座。

全球在运营加氢站数量

氢能应用领域主要包括交通运输领域、分布式发电领域、氢储能领域等，燃料电池技术不断取得突破，交通运输是目前关注度最高的应用领域，成为氢能下游应用市场发展的突破口。随着“可再生能源发电+水电解制氢技术”的不断发展，氢储能领域将成为重要应用方向，未来市场空间巨大。