能源是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎，清潔能源的開發(fā)利用是實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的重要方式。如今，氫能正逐步成為全球低碳發(fā)展的重要能源載體之一，世界主要大國都在制訂氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃、投入巨額資金，積極推動先進氫能技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，搶占國際氫能產(chǎn)業(yè)競爭領域的制高點。那么氫能技術發(fā)展現(xiàn)狀如何呢?

　　氫氣的制取路線

　　目前來看氫氣的制取主要有三種主流的技術路線：以煤炭、石油、天然氣為代表的化石能源重整制氫(灰氫)，以焦爐煤氣、 氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產(chǎn)物提純制氫(藍氫);以電解水制氫為代表的可再生能源制氫(綠氫)。

　　不同制氫路線的特點

　　傳統(tǒng)制氫工業(yè)中以煤、天然氣等化石燃料為原料。制氫過程中會排放出大量的二氧化碳，此外采用這種方法制得的氫氣中含有硫、磷等雜質會腐蝕燃料電池的系統(tǒng)組件，因此對于提純技術有有較高的要求;焦爐煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫的等工業(yè)副產(chǎn)氫能夠避免尾氣中的氫氣浪費，實現(xiàn)氫氣的高效利用，但因其分散制氫的特點，長遠看無法作為大規(guī)模集中化的氫能供應來源;電解水制氫純度等級高，雜質氣體少，易與可再生能源結合，被認為是未來最有發(fā)展?jié)摿Φ木G色氫能供應方式。

　　目前國內電解水制氫主要有堿性電解，質子交換膜(PEM)電解和固體氧化物(SOEC)電解三條技術路線：

　　(1)堿性電解技術已實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應用，國內關鍵設備主要性能指標接近國際先進水平，設備成本較低，單槽電 解制氫產(chǎn)量較大，適用于電網(wǎng)電解制氫。

　　(2)PEM 電解技術在技術成熟度、裝置規(guī)模、使用壽命、經(jīng)濟性等方面與國際先進水平差距較大，在國外已有通 過多模塊集成實現(xiàn)百兆瓦級 PEM 電解水制氫系統(tǒng)應用的項目案例。PEM 電解技術運行靈活性，反應效率較高，能 夠以最低功率保持待機模式，因此與波動性和隨機性較大的風電和光伏具有良好的匹配性。

　　(3)SOEC 電解技術的電耗低于堿性和 PEM 電解技術，但尚未廣泛商業(yè)化，國內僅在實驗室規(guī)模上完成驗證示范。 由于 SOEC 電解水制氫需要高溫環(huán)境，其較為適合產(chǎn)生高溫、高壓蒸汽的光熱發(fā)電等系統(tǒng)。

　　除了制氫外，氫能的儲運對于氫能行業(yè)的發(fā)展也起著重要作用。在氫氣的儲存方面，低溫液態(tài)儲氫在國內主要應用于航空領域，民用領域有待進一步推廣。液氨/甲醇儲氫和吸附儲氫在國內尚處于實驗室階段，目前民用領域采用較多的是高壓氣態(tài)儲氫方式，這種方式存在儲氫密度低、壓縮能耗高，儲氫罐材料成本較高等問題。

　　氫的加注

　　在氫能行業(yè)發(fā)展的過程中，氫的加注是一個重要的環(huán)節(jié)。隨著政策補貼的落實和規(guī)模效用的顯現(xiàn)，我國加氫站的滲透率不斷提升。但目前，我國加氫站仍面臨著建造成本過高的難題。據(jù)統(tǒng)計一座日加氫能力500公斤，加注壓力為35 MPa 的加氫站投資成本達 1200 萬元(不含土地費用)，約相當于傳統(tǒng)加油站的3倍。

　　氫能的應用場景十分廣闊，氫能源汽車在北京冬奧會上的示范應用對于氫燃料電池汽車而言是一次很好的試驗，有利于產(chǎn)品技術的改進。隨著雙碳目標的不斷推進，氫能將會在未來的能源結構中占據(jù)重要的席位。