新能源代表產(chǎn)業(yè)的結(jié)合：光伏制氫

氫作為傳統(tǒng)化石燃料的一種可行的綠色替代品，甚至作為商業(yè)融合的潛在解決方案得到了廣泛關(guān)注，通常被稱為清潔能源的圣杯。然而，盡管它引起了很多轟動，但并不是所有種類的氫都是真正的綠色選擇。

十年前，國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)開始萌芽，隨后如雨后春筍般遍布在各個地區(qū)。十年后，氫能產(chǎn)業(yè)以星星之火點燃全球，特別是在中國，在相關(guān)政策和社會資本的引導(dǎo)下，已然呈現(xiàn)出一片燎原之勢。

而今，這兩個新能源代表產(chǎn)業(yè)的結(jié)合—光伏制氫，已被視為未來新能源最具潛力的發(fā)展方向之一。

1、何為光伏制氫？

光伏制氫其實也是太陽能制氫，它的基本原理就是先使用太陽能光伏發(fā)電，然后將水電解得到氫氣和氧氣。而太陽能光伏發(fā)電制氫儲能技術(shù)的核心思想是當(dāng)太陽能充足但無法上網(wǎng)、需要棄光時，利用光電將水電解制成氫氣（和氧氣），將氫氣儲存起來；當(dāng)需要電能時，將儲存的氫氣通過不同方式（內(nèi)燃機、燃料電池或其他方式）轉(zhuǎn)換為電能輸送上網(wǎng)。

2、光伏制氫技術(shù)路線

光伏發(fā)電制氫主要利用光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)直流電直接供應(yīng)制氫站制氫用電。光伏直流發(fā)電系統(tǒng)相比傳統(tǒng)電站減少了逆變和升壓的過程，主要設(shè)備設(shè)施包括光伏組件、匯流箱、支架、基礎(chǔ)、接地裝置等，光伏組件可根據(jù)制氫站輸入電壓和電流要求進行串、并連配置，從而提高系統(tǒng)效率。電解水制氫目前技術(shù)成熟、設(shè)備簡單，運行和管理較為方便，制取氫氣純度較高，無污染，主要有堿性電解槽制氫、聚合物薄膜電解槽（PEM Electrolyzer）制氫、固體氧化物電解槽(Solid Oxide Electrolyzer)制氫3種技術(shù)路線。

3、光伏制氫優(yōu)勢

光伏制氫最大的優(yōu)勢就是儲能，而氫氣作為一種理想的能量載體，優(yōu)勢也是十分明顯的，例如：氫氣能以極高的轉(zhuǎn)換效率（50%-90%）轉(zhuǎn)化為電能或者其他燃料；氫氣可以作為太陽能、風(fēng)能等可再生能源波動性和不穩(wěn)定性的補償；氫氣能以氣態(tài)、液態(tài)甚至固態(tài)形式存儲；氫氣可以長距離通過管道或氣罐進行運輸；氫氣是一種高能量重量比的燃料（142MJ/kg），遠高于化石燃料；氫氣燃燒的最終產(chǎn)物只有水，使用中不會有污染物的排放等等，都是它的優(yōu)勢。

4、光伏制氫，是棄電還是提高效率？

國新辦舉行的中國可再生能源發(fā)展有關(guān)情況發(fā)布會上，國家能源局表示，到“十四五”末，可再生能源將從原來能源電力消費的增量補充，變?yōu)槟茉措娏οM增量的主體。在雙碳目標(biāo)的指引下，光伏將進入下一個快速發(fā)展階段。中國光伏行業(yè)協(xié)會相關(guān)報告顯示，十四五“國內(nèi)年均光伏新增裝機規(guī)模達70GW-90GW。

光伏裝機量的不斷攀升，使得消納問題愈發(fā)凸顯，成為制約光伏大規(guī)模發(fā)展的瓶頸之一。

隨著我國能源綠色、低碳的轉(zhuǎn)型，氫能也迎來了快速發(fā)展。“光伏+制氫”模式，將有效解決消納問題等可再生能源的發(fā)展瓶頸。還可有效解決制氫成本高和綠色生產(chǎn)的問題。

“光伏+氫能”模式，并不是簡單地放棄電力，制造氫能，而是提高了能源利用效率、生產(chǎn)清潔能源一舉兩得的好事。

5、光伏制氫，還有多大發(fā)展空間？

疫情過后，綠色復(fù)蘇與重視新能源已成為全球多數(shù)國家的發(fā)展共識。

中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會副會長、氫能分會會長魏鎖表示，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，對我國減少油氣對外依賴，提高能源安全水平，減少大氣污染排放，改善生態(tài)環(huán)境，有著重大現(xiàn)實意義。

英國石油公司BP最新發(fā)布的《世界能源展望》中指出，到2050年，氫能占終端能源消費總量比例或?qū)⒃鲩L16%，其中電解水制氫將成供氫主體，中國的電解水制氫率先采用可再生能源，據(jù)中國氫能聯(lián)盟發(fā)布的白皮書顯示，到2050年，我國可再生能源電解制氫將占氫氣供應(yīng)結(jié)構(gòu)的70%。

我國光伏歷經(jīng)十余年的快速發(fā)展，0.1元一度電已經(jīng)成為現(xiàn)實。據(jù)初步計算，在光照好的地方，光伏制氫的電力成本約0.15元，大幅低于現(xiàn)在制氫的電力成本，光伏制氫的競爭力也將逐漸增強，市場空間也將全面展現(xiàn)。